DE2152629A1

DE2152629A1 - Dichtungsglied fuer den Rotor einer Drehmaschine

Info

Publication number: DE2152629A1
Application number: DE19712152629
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Sakamaki
Original assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Current assignee: Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority date: 1970-10-24
Filing date: 1971-10-22
Publication date: 1972-06-15
Also published as: US3756754A

Description

r-ATENTANWÄLii.·

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 2152629

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MDNCHEN HAMBURG

telefon: 395314 2000 HAMBURG 50,20.Oktober 1971

TELEGRAMME: KARPATENT KDNIGSTRASSE 28

W. 24 978/71 8/Ja

Nippon Piston Hing Co., Ltd. Tokio (Japan)

Dichtungsglied für den Rotor einer Drehmas chine.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Dichtungsglied, das zwischen dem Rotor und dem Mittelteil des Gehäuses einer Drehmaschine, insbesondere einer Drehkolbenmaschine, Verwendung findet.

Es ist ein Dichtungsglied bekannt, das auf dem Scheitel des Rotors angeordnet ist, um eine Mediumdichtheit zu gewährleisten, während der Rotor sich in dem mittleren Gehäuseteil von mehrfachkreisförmiger Konfiguration dreht, wobei das Dichtungsglied mit der Innenfläche des mittleren Gehäuseteils in Berührung steht. Um die Mediumdichtheit des Dichtungsgliedes in zufriedenstellendem Ausmaß zu gewährleisten, sind Vorkehrungen getroffen, um daa Dichtungsglied an die Innenfläche des mittleren Gehäuseteila kräftig anzudrücken, und zwar nicht nur mittel einer Anzahl von

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ledern, die zwischen der Rückseite des Dichtungsgliedes und dem Scheitel des Rotors angeordnet sind, sondern auch mittels Zentrifugalkraft, die von der Masse des Dichtungsgliedes hervorgerufen wird, mittels G-asdrucks, der von dem .Arbeitsmedium erzeugt wird, od₀dgl₀.

Es wurde jedoch gefunden, daß wegen der für das Dichtungsglied erforderlichen übermäßigen Andrückkraft der Verschleiß des Dichtungsgliedes und der Innenfläche des mittleren Gehäuseteils übermäßig groß ist und weiterhin die Neigung zu einer unregelmäßigen Abnutzung der Innenfläche des mittleren Gehäuseteils besteht. Obwohl verschiedene Gründe für diese unregelmäßige Abnutzung maßgebend sind, ist der hauptsächlichste Grund die Masse des Dichtungsgliedes ₀

Insbesondere wird die Reibungskraft, welche die Folge der durch die Drehung des Rotors hervorgerufenen Zentrifugalkraft ist und welche zwischen dem Dichtungsglied und der Innenfläche des mittleren Gehäuseteils auftritt, im Verhältnis der Vergrößerung der Masse des Dichtungsgliedes erhöht. Demgemäß muß die Masse des Dichtungsgliedes so klein wie möglich sein, und weiterhin sollen die Verschleißfestigkeit, die Hitzebeständigkeit und die mechanische Festigkeit des Dichtungsgliedes hoch sein, und ZwSf⁸Se¹S Umstandes, daß das Dichtungsglied auf der Innenfläche des mittleren Gehäuseteils unter starker Andrückung gleitet. Wenn ein aus einer kohlenstoffhaltigen Legierung hergestelltes Dichtungsglied betrachtet wird, wie es weitgehend verw-endet wird, dann ist aus den oben beschriebenen Gründen erkennbar, daß ein Dichtungsglied dieser Art weder eine ausreichende mechanische Festigkeit noch eine ausreichende Hitzebeständigkeit aufweist, und es ist bisher auch kein Dichtungsglied gefunden worden, welches allen vorgenannten Anforderungen entspricht,,

Daher besteht ein Hauptzweck der Erfindung darin, ein Dichtungsglied zu schaffen, welches sämtliche obengenannten Forderungen erfüllt.

Dieser und weitere Zwecke der Erfindung können durch

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eine verbesserte Ausbildung des Dichtungsgliedes erreicht werden, welches einen Hautkörper aufweist, der aus einem Material hergestellt ist, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aluminium, Aluminiumlegierungen, Magnesium und Magniesiumlegierungen umfaßt, wobei wenigstens eine Gleitfläche des Hauptkörpers des Dichtungsgliedes anodisiert ist, um eine oxidierte Schicht von mehr als 10 Mikron Dikke zu erhalten, und die anodisierte Schicht entweder direkt mit einem hitzebeständigen synthetischen Harz imprägniert oder mit Nuten versehen ist, die mit dem synthetischen Harz ausgefüllt sind₀

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert» "

Figo 1 ist eine Schnittansicht einer Drehkolbenmaschine, die mit einem Dichtungsglied gemäß der Erfindung versehen ist_e

Fig* 2 ist eine schaubildliche Ansicht eines Dichtungsgliedes gemäß einer Ausführung3form der Erfindung» Figo 3 ist eine Längsschnittansicht des Dichtungsgliedea gemäß Fig. 2«

Fig₀ 4 ist eine der Fig. 3 ähnliche Längsschnittansieht einer weiteren Ausführungsform eines Dichtungsgliedes gemäß der Erfindung»

Fig« 5 ist eine Draufsicht eines Dichtungsgliedes gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Λ Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht eines Dichtungsgliedes gemäß einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung.

Die in FIg₀ 1 im Schmitt dargestellte Drehmaschine umfaßt einen mittleren Gehäuseteil 1 mit einer Innenfläche von mehrfachkreisförmiger Konfiguration, seitliche Gehäuseteile 2, einen sich in dem mitteren Gehäuseteil 1 exzentrisch drehenden Rotor 3_t in dessen Scheitel eine der Innenfläche des mittleren Gehäuseteils 1 benachbarte Nut 4 ausgebildet ist, ein Dichtungsglied 5, das in die Nut 4

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eingesetzt ist und sich in der Nut frei bewegen kann, und eine Anzahl von auf der Rückseite des Dichtungsgliedes 5 angeordneten Federn 6, welche die Gleitfläche 5a des Dichtungsgliedes 5 an die Innenfläche 1' des mittleren Gehäuseteils 1 andrücken.

Das Dichtungsglied 5» dessen Ausbildung aus Figo 2 und 3 ersichtlich ist, ist aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Magnesium oder einer Magnesiumlegierung hergestellt, so daß die Masse des Dichtungsgliedes trotz seiner hohen mechanischen Festigkeit beträchtlich herabgesetzt ist„ Ein aus einem solchen Material bestehendes Dichtungsglied hat jedoch den Nachteil einer mäßigen Verschleißfestigkeit, und um diesen Nachteil zu beheben, ist auf der leicht abgenutzbaren Gleitfläche 5a des Dichtungsgliedes 5 und avoh auf seinen Endflächen 5b eine oxidierte Schicht 7 durch anodische Behandlung gebildet» Die Dicke der oxidierten Schicht 7 wird so gewählt, daß sie mehr als 10 Mikron betragt_o

tlm der oxidierten Schicht 7 ferner eine Verschleißfestigkeit und eine Selbstschmiereigenschaft zu verleihen, ist diese Schicht mit einem hitzebeständigen Harz 8, wie z_eB. einem Fluorharz oder einem Silikonharz, imprägniert.

Gemäß einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 4 wiedergegeben ist, sind die Gleitfläche 5a des Dichtungsgliedes 5 und seine Endflächen 5b mit einer Anzahl von Nuten 9 versehen, die mit einem verschleißfesten Material 10, wie Eisennitrid oder Wolfram, ausgefüllt sind,, In diesem Fall können die Gestalt, die Orientierung und die Anzahl der Nuten 9 in Anpassung an die Art und die Arbeitsweise der Drehmaschine gewählt werden» Beispielsweise können, wie dies in Fig. 5 veranschaulicht ist, in das Dichtungsglied längs seiner Länge gerade Nuten 9' eingeschnitten werden, die mit einem verschleißfesten Material 10', das dem Material 10 der Ausführungsform gemäß Fig. 4 ähnlich ist, ausgefüllt werden können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsforra, die in Fig. 6

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wiedergegeben ist, können zunächst die Gleitfläche 5a und die Endflächen 5b des Dichtungsgliedes 5 mit einer mehr als 10 Mikron dicken oxidierten Schicht 7¹ versehen werden, die mit einem hitzebeständigen synthetischen Harz 8' imprägniert wird, und dann kann wenigstens in der Gleitfläche 5a des Dichtungsgliedes eine Anzahl von Nuten 9¹¹ ausgebildet werden, die mit einem verschleißfesten Material -10", das dem bei den Ausführungsformen gemäß Figo 4 und 5 verwendeten ähnlich ist, gefüllt werden. Bei dieser Ausführungsform kann zufolge der sich vervielfachenden Wirkung.en der oxidierten Schicht 7', des hitzebeständigen synthetischen Harzes 8' und des verschleißfesten Materials 10" eine höhere Verschleißfestigkeit des Dichtungsgliedes erhalten werden»

Wie bereits oben erwähnt, ist die Masse des Dichtungsgliedes gemäß der Erfindung sehr klein, da es aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, Magnesium oder einer Magnesiumlegierung hergestellt ist, während seine mechanische Festigkeit sehr hoch ist. Ferner ist auf der leicht abnutzbaren Gleitfläche und den Endflächen des Dichtungsgliedes durch anodische Behandlung eine oxidierte Schicht gebildet, die danach mit einem hitzebeständigen Harz imprägniert wird. Dadurch ist gewährleistet, daß das sich ergebende Dichtungsglied eine hohe Verschleißfestigkeit, eine Selbstschmiereigenschaft und eine anfängliche Anpaßfähigkeit besitzt»

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Claims

- er — Patentansprüche

1. Dichtungsglied für den Rotor einer Drehmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper des Dichtungsgliedes (5) aus einem Leichtmetall hergestellt ist, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aluminium, Aluminiumlegierung en, Magnesium und Magnesiumlegierungen umfaßt, daß wenigstens auf der Gleitfläche(5a) des Hauptkörpers des Dichtungsgliedes eine oxidierte Schicht (7) von mehr als 10 Mikron Dicke durch anodische Behandlung gebildet ist und daß die -oxidierte Schicht (7) mit einem hitzebeständigen Harz (8) imprägnie rt ist.

2. Dichtungsglied für den Rotor einer Drehmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper des Dichtungsglxedes (5) aus einem Leichtmetall hergestellt ist, welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aluminium, Aluminiumlegierungen, Magnesium und Magnesiumlegierungen umfaßt, daß wenigstens in der Gleitfläche (5a) des Hauptkörpers des Dichtungsgliedes eine Anzahl von Nuten (9) ausgebildet ist und daß die Nuten (9) mit einem verschleißfesten Material (10) ausgefüllt sind»

3. Dichtungsglied für den Rotor einer Drehmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper des Dichtungsgliedes (5) aus einem Leichtmetall hergestellt ist, w elches aus der Gruppe ausgewählt ist, die Aluminium, Aluminiumlegierungen, Magnesium und Magnesiumlegierungen umfaßt, daß wenigstens auf der Gleitfläche (5a) des Hauptkörpers des Dichtungsgliedes eine oxidierte Schicht (7¹) von mehr als 10 Mikron, Dicke durch anodische Behandlung gebildet ist, daß die oxidierte Schicht (7¹) mit einem hitzebeständigen Harz(8') imprägniert ist, daß wenigstens in der Gleitfläche des Hauptkörpers des Dichtungsgliedes eine Anzahl von Nuten (9") ausgebildet ist und daß die Nuten (9") mit einem verschleißfesten Material (10")ausgefüllt sind.

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