DE1528384A1 - Radial bewegliche Abstuetzung fuer Pumpenkolbendichtung - Google Patents

Description

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ARTiENGESELLSCHAFT

ASTRA-WERKE
Abt. TKP ν.F./fr. Hamburg-Bergedorf, d. 10. September 1965

Jladial bewegliche Abstützung für Pumpenkolbendichtung

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Bei Ko.lbendichtungen in Hochdruckpumpen ist es allgemeines Konstruktionsprinzip, den Kolben im Zylinder durch ein starr eingebautes Gleitlager für hin- und hergehende Bewegung zu führen und der Dichtung nur die Aufgabe der Abdichtung zu übertragen. Dabei treten an der Dichtung hauptsächlich zwei Arten von Verschleiß auf und zwar erstens infolge Reibung des Kolbens in der Dichtung, wobei staubfeine Partikel abgerieben, d.h. aus dein Verband; des Dichtungsmaterials herausgelöst und entweder vom gepumpten Produkt weggeschwemmt oder in Form einer Schicht auf dem Kolben abgelagert werden. Derartiger Reibungsverschleiß geht normalerweise sehr langsam vor sich und kann im wesentlichen kaum verhindert werden. Eine zweite Art des Verschleißes tritt auf infolge Eindringens von Dichtungsmaterial in die konstruktiv nicht vermeidbaren Spalte zwischen ruhenden und beweglichen Teilen. Dadurch geht der Dichtung eine gewisse größere Menge Material verloren. Die Festigkeit der Dichtung verringert sich und schließlich kann die Dichtung aufgrund von » Materialschwund « zusammenbrechen, d.h. sie kann undicht werden.

Diese Verschleißart kann ebenso wie der Reibungsverschleiß nicht vollständig vermieden werden, kann aber durch einen zweckmäßigeren Einbau der Dichtung wesentlich verringert werden. Die Gefahr eines Verschleißes der zuletzt genannten Art infolge Eindringens von Dichtungsmaterial in Spalträume besteht vor allem bei sehr festen, unnachgiebigen Dichtungsmaterialien.

. Werden Dichtungen aus harten Werkstoffen zusammen mit einer starr eingebauten Abstützung oder Gleitlagerung verwendet, so können große Radialkräfte im Gleitlager und in der Dichtung entstehen, wenn letztere entweder aus Herstellungsgründen oder infolge eines bereits- erfolgten Verschleißes keine genau konzentrische Bohrung-hat. Die--,.

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genannten Radialkräfte verschleißen das Gleitlager, die Bohrung des Gleitlagers wird unrund bzw. exzentrisch, was bedeutet, daß der Ringspalt zwischen Kolben und Gleitlager stellenweise vergrößert wird. In diesen vergrößerten Spalt kann ständig Dichtungsmaterial einwandern, wo es vom Kolben zerfasert wird. Die Folge ist das Zusammenbrechen der Dichtung aufgrund von Materialschwund.

Um eine hohe Lebensdauer der Dichtung zu erreichen, ist es daher von entscheidender Bedeutung, welche Toleranz für den Ringspalt zwischen Kolben und Abstützung bzw. Gleitlager erreicht werden und wie lange das Dichtungsmaterial daran gehindert werden kann, in den Spalt zwischen Kolben und Gleitlagerung einzudringen. Um diese Forderung zu erfüllen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn auf die starre Abstützung oder Gleitlagerung des Kolbens verzichtet wird und die Aufgabe der Führung des Kolbens im Zylinder in gewissem Maße auf die Kolbendichtung übertragen wird.

Gegenstand der Erfindung ist demzufolge die sinnvolle Einbauweise der Kolbendichtung und die Art ihrer mit mechanischen Mitteln durchgeführten Abstützung.

Die Erfindung und weitere diese ausmachenden Merkmale sind nachstehend an Hand des in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Abbildung zeigt einen Axialschnitt durch den die Dichtung enthaltenden Teil einer Pumpe. Zwischen dem Pumpengehäuse 1 und dem Pumpenkolben 2 befinden sich in der Zylinderbohrung die Druckscheibe 3 bzw. das Gleitlager und die Dichtung 5. Für die der Erfindung zu Grunde liegende Funktion dieser Druckscheibe ist wesentlich, daß sie mit sehr geringem Spiel auf dem Kolben sitzt und im Außendurchmesser kleiner als die Zylinderbohrung ist, so daß sie im gleichen Maße wie der Kolben radial verschiebbar ist. Der Kolben hat aufgrund seiner Lagerung im Kreuzkopf eine radiale Bewegungsmöglichkeit. Auch ein Gleitlager kann bei entsprechenden

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Durchmessern die Bedingung der Druckscheibe erfüllen.

Um ein Fressen oder einen vorzeitigen Verschleiß zwischen Kolben und Druckscheibe zu vermeiden, muß die Druckscheibe aus einem Werkstoff bestehen, der unter Druck nicht fließt und der Notlaufeigenschaften besitzt. Die Druckscheibe wird beim Einbau selbsttätig durch den Kolben zur Dichtung zentriert, Damit wird der zwischen Kolben und Druckscheibe notwendigerweise bestehende Ringspalt von Anfang an so gleichmäßig wie möglich gehalten, auch wenn die Dichtung keine konzentrische Bohrung hat.

Setzt im Betrieb durch den hin- und hergehenden Kolben ein Reibungsverschleiß ein und verändert sich dadurch notgedrungen Größe und Lage der Bohrung der Dichtung, so können sich Kolben und Druckscheibe an die veränderten Bedingungen durch radiale Verschiebung anpassen. Es können also nicht so große Radialkräfte wie bei einem starren Gleitlager auftreten und der Ringspalt wird über eine längere Zeit als'es beim starren Gleitlager der Fall ist, gleichmäßig gehalten. Für die Dichtung kann damit das Optimum an Lebensdauer erzielt werden. Zwischen der Druckscheibe 3 und der Dichtung 5 befindet sich der Druckring k. Er besitzt ein dreieckiges, rechteckiges oder winkelförmiges Profil und liegt an der druckabgewandten äußeren umlaufenden Kante der Dichtung. Der Druckring schließt den Einbauraum der Kolbendichtung zur dryckabgewandten Seite am ruhenden Außendurchmesser ab. Er hat einerseits die Aufgabe zu verhindern, daß Dichtungsmaterial in den äußeren Ringspalt zwischen Druckscheibe und Zylinderbohrung wandert, zum anderen ermöglicht er als metallischer Ring, daß die Druckscheibe sich auf ihm leicht radial verschieben kann. Es liegt ebenso im Sinne der Erfindung, daß bei einer größeren Differenz zwischen Kolbendurchmesser und Zylinderbohrungsdurchmesser der Druckring k durch eine die genannten beiden Funktionen überi-

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nehmende Buchse 6 ersetzt wird, die gegen den Druckraum zusätzlich durch einen O-Ring abgedichtet ist.

- Patentansprüche -

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Claims (2)

Patentansprüche:

1. Radial bewegliche Abstützung für eine PumpenkoIbenabdichtung, dadurch gekennzeichnet, daß unter teilweiser Übertragung der Führungsfunktion auf die Dichtung die der Abstützung dienende, auf der druckabgewandten Seite der Dichtung sich befindende Druckscheibe bzw. das dafür eingesetzte Gleitlager mit geringster Toleranz gegenüber dem Pumpenkolben, aber großer Toleranz gegenüber der Zylinderbohrung derart eingebaut ist, daß im Falle von Abweichungen von konzentrischen Durchmessern bei der Dichtung die Abstützung zur Verhinderung von Radialkräften eine radiale Bewegungsmöglichkeit erhält.

2. Radial bewegliche Abstützung für eine PumpenkoIbenabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Dichtung und Druckscheibe ein Druekring mit dreieckigen, rechteckigen oder winkelförmigen Querschnitt vorgesehen ist, der eine metallische radial verlaufende Gleitfläche aufweist und dessen Außendurchmesser gleich den der Zylinderbohrung ist, wodurch das Einwandern von Dichtungsmaterial in den Spaltring zwischen Druckscheibe und

j Zylinderbohrung verhindert wird. :

■ I ' 3. Radial beweglich· Abstützung für eine Pumpenkolbenabdiojhttmg nach Anspruch 1 und 3, dadurah gekennzeichnet, daß statt d·· Druckring es eine die Dichtung umschließende Buchse vorgesehen ist·

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