DE2239488A1 - Kolbenmaschine, insbesondere trockenlauf-kolbenverdichter, mit fuehrungsring - Google Patents

Kolbenmaschine, insbesondere trockenlauf-kolbenverdichter, mit fuehrungsring

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DE2239488A1 DE19722239488 DE2239488A DE2239488A1 DE 2239488 A1 DE2239488 A1 DE 2239488A1 DE 19722239488 DE19722239488 DE 19722239488 DE 2239488 A DE2239488 A DE 2239488A DE 2239488 A1 DE2239488 A1 DE 2239488A1
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J9/00Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
    • F16J9/12Details
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B39/00Component parts, details, or accessories, of pumps or pumping systems specially adapted for elastic fluids, not otherwise provided for in, or of interest apart from, groups F04B25/00 - F04B37/00
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    • F04B39/041Measures to avoid lubricant contaminating the pumped fluid sealing for a reciprocating rod
    • F04B39/042Measures to avoid lubricant contaminating the pumped fluid sealing for a reciprocating rod sealing being provided on the piston

Description

  • Kolbenmaschine, insbesondere Trockenlauf-Kolbenverdichter, mit Führungsring Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbenmaschine, insbesondere einen Trockenlauf-Kolbenverdichter, deren Kolben wenigstens einen in einer Führungsringnut angeordneten Führungsring aufweisen.
  • Zur Kompression von gasförmigen Medien werden in besonderen Anwendungsfällen Trockenlauf-Verdichter verwendet. In diesen Fälle. muß das zu komprimierende Medium, beispeilsweise jitemluft für Tauchgeräte, frei von irgendwelchen Schmiermitteln, insbesondere Schmieröl, bleiben. Dies bedeutet für Trockenlauf-Yolbenverdichter, daß insbesonzere ihre Kolben und die an ihnen angebrachten Ringe nicht mit Öl geschmiert werden dürfen. Statt dessen sind bei einen die Ringe au besonders gut gleitfähigen und abriebfesten, vornehmlich nichtmetallischen, Werkstoffen, wie besonderen Kunststoffen oder Aunststoffmischungen hergestellt. Trotz dierer besondeien Werkstoffwahl bildet die Abdichtung der Kolben von bekannten Trockenlauf-Kolbenverdichtern vor allem bei hohen Kompressionsenddrücken und -temperaturen sowie hohen Kolbengeschwindigkeiten eine Quelle von nicht unbeträchtlichen Energieverlusten und möglichen Betriebgsstörungen. Dies ist dadurch bgedingt, daß die besonderen Werkstoffe für die Ringe der Kolben von Trockenlauf-Kolbenverdichtern die fehlende Schmier-, Kühl-und Abdichtwirkung von Schmieröl nicht zu kompensieren vermögen.
  • Aus diesen Gründen kommt sämtlichen übrigen konstruktiven Möglichkeiten, durch welche vor allem Keibung und Verschleiß zwischen Kolben und Zylinder der Trockenlauf-Kolbenkompressoren herabgesetzt werden könne, eine besondere Bedeutung zu.
  • Man ordnet daher gewöhnlich nahe der oberen und der unteren Kante der Kolben der bekannten rockenlauf-ikolbenverdichter in entsprechenden umlaufenden Führungsringnuten je einen sogenannten Führungs- oder Gleitring mit rechteckiger Querschnittsform an, zwischen denen sich die üblichen Eolbenringe befinden. Diese Führungsringe haben nicht wie die üblichen, normalerweise geschlitzten und somit durch Sigenfederung selbsttätig abdichtenden Kolbenringe die Aufgabe, den Umfangsspalt zwischen Kolben und Zylinder abzudichten, sondern sie sollen den Kolben möglichst gerade in der Zylinderlaufbüchse führen, um so die Keibung und den Verschließ an den eigentlichen dichtenden Kol enringen und der Zylinderlaufbüchse soweit wie möglich zu reduzieren. Hierzu werden die Führungsringe, die zweckmäßigerweise höher sind, d.h. in axialer Richtung eine größere Erstreckung aufweisen als die üblichen Kolbenringe, mit einer Gleitpasslung in die Zylinderlaufbüchse eingebaut und weisen auf ihrem äußeren Umfang gleichmäßig verteilte axiale nutartige Durchbrüche für den Durchtritt des komprimierten Gases zu den eigentlichen dichtenden Kolbenringen auf. Die bekannten Führungsringe werden als ungeschlitzte Ringe auf verschiedene Arten am Kolben angebracht. Eine der Anbringungsarten besteht darin, daß man die aus einer Teflon-Kohle-Mischung bestehenden Führungsringe in heißem Wasser oder Öl in ihrem Durchmesser entsprechend erweitert, so aaß sie über den lolben über-gestülpt werden können und nach anschließender Abkühlung auf diesen aufschrumpfen.
  • zinke andere bekannte Anbringungsart für den Führungsring ist dadurch gegeben, daß der Kolben aus mehreren Einzelteilen besteht, welche zwischen sich jeweils eine Führungsringnut bilden, in die vor dem Zusammenbau der einzelnen Kolbenteile der betreffende Führungsring eingelegt wird.
  • Die bekannten Führungsringanordnungen weisen in fertigungstechnischer Hinsicht und vor allen auch im Hinblick auf die durch sie angestrebte Geradführungswirkung erhebliche Nachteile auf. Zum einen bedeutet ihre Anbringung an Kolben (Aufschrumpfen auf Kolben bezi. Einlegen in geteilten Kolben) einen beträchtlichen Eauaufwand, wozu im Hinblick aufLie geforderte sehr L;enaue Montage unter anderem auch besondere Werkzeuge erforderlich sind. Zum anderen -und dies ist ein besonders schwerwiegender Mangel- verschlechtert sich die Führungswirkung der bekannten Führungsringe ab einer gewissen Betriebsdauer immer mehr, was weiter unten noch näher erläutert werden soll. Die Folge hiervon ist, daß schließlich Reibung und Verschleiß zwischen Kolben und Zylinder ein nicht mehr zu vertretendes Äusmaß annehmen, wodurch nicht nur der Wirkungsgrad sowie allgemein such die Lebensdauer der bekannten Trockenlaluf-Kolbenverdichter merklich herabgesetzt werden, sondern auch leicht Betriebsstörungen, z.B. durch ein Verklemmen des kolbens im Zylinder, mit schwerwiegenden Folgen auftreten können.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame Kolbemmaschine, insbesondere einen Trockenlauf-Kolbenverdichter, deren Kolben wenigstens einen Führungsring aufweisen, zu schaffen, die nicht die Nachteile der bekannten Trockenlauf-Kolbenverdichter aufweist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Führungsring geschlitzt ist und eine geneigte Auflagefläche aufweist, mit welcher er gegen eine entsprechend geneigte seitliche Sitzfläche der Führungsringnut des Kolbens gedrückt wird, wobei der Führungsring auf der geneigten Sitzfläche verschiebbar ist.
  • Der Erfindung liegen zunächst die folgenden rkenntnisse zugrunde: Als Ursache für die lauf endo Verschlechterung der Geradführungswirkung der bekannten Führungsringanordnungen ist vor allem die Tatsache zu nennen, daß trotz sorgfältigster Werkstoffauswahl an der ZylinderlauSbüchse, und zwar besonders im Bereich des oberen Totpunkts des Kolbens, sowie auch an den Führungsringen selbst infolge der Reibung zwischen den am Kolben angebrachten Ringen und dem Zylinder ein immer stärker werdender Verschleiß auftritt, wodurch sich das radiale Spiel zwischen den Führungsringen und der Zylinderlaufbüchse immer mehr vergrößert. Dadurch jedoch geht die anfängliche Gleitpassung zwischen den Führungsringen und dem Zylinder und somit die Geradführungs-Wirkung der Führungsringe verloren. Die Folge davon ist ein mögliches Verkanten der Führungsringe und damit des eesamten Kolbenz, was zunächst zu einer immer starker werdenden Abrundung auch der Dichtkanten der eigentlich dichtenden Kolbenringe und damit zu einer sich laufend verschlechternden Abdichtvrirkung der Kolbenringe führt und wodurch sich schließlich die weiter oben bereits aufgeführten schwerwiegenden Nachteile ergeben.
  • t9ürde man andererseits die bekannten Führungsringe als geschlitzte Ringe ausführen, um durch die Federung der Führungringe immer ein Anliegen dieser an der Zylinderlaufbüchse zu erreichen, so wäre bei einer solchen Ausführung dennoch keine ausreichend gute Geradführung des Kolbens vorhanden. Denn die Eigenfederung derartiger geschlitzter Führungsringe hätte auch die Folge, daß diese zumindest am Ringstoß, d.h. an der Schlitzstelle, wo sie nach einer gewissen Betriebsdauer infolge Verschleißes nicht mehr am Nutgrund der Führungsringnut aufliegen würden, nach innen biegbar wären, was im Endeffekt wiederum ein Verkanten des Kolbens in der Zylinderlaufbüchse ermöglichen würde.
  • Das zentrale Problem der Geradführung des Kolbens von nrockenlauf-liolbenverdichtern wird nun auf besonders einfache eine durch die Erfindung gelöst, die den Vorteil einer sehr einfachen Herstellung und Montage sowie einer auch auf die Dauer äußerst wirksamen Kolben-Geradführung vereinigt. Bei der Montage des Führungsringes selbst braucht dieser lediglich über den Kolben übergestreift zu werden. Durch die erfindungsgemäße Kombination der geschlitzten Ausführung des Führungsringes und seiner geneigten Auflagefläche mit welcher er gegen eine entsprechend geneigte seitliche Sitzfläche der Führungsringnut des Kolbens gedrückt wird, wobei der Führungsring auf der geneigten Sitzfläche verschiebbar ist, wird immer eine gute Geradführung des Kolbens im Zylinder ermöglicht. Die den erfindungsgemäß abgeschrägten Führungsring ständig gegen die entsprechend geneigte Sitzfläche in der Führungsringnut drückende kraft bewirkt nämlich, daß der Führungsring immer zentrisch zu Kolben und Zylinder im Gleitsitz in der Zylinderlaufbüchse gehalten und darüber hinaus infolge seiner durch den Schlitz herbeigeführten Verformbarkeit auch nach aufgetretenem Verschleiß immer wieder selbsttätig radial nachgestellt wird.
  • Dabei ist andererseits infolge der geneigten Sitzfläche für den Führungsring in der Führungsringnut und der ständigen Andrückung des Führungsringes mit seiner geneigten Auflagefläche gegen diese ein Zurückfedern des geschlitzten Führungsringes jedoch nicht möglich, so daß schließlich ein Verkanten des erfindungsgemäßen Führungsringes und somit eines mit derarti-,en Führungringen versehenen Rolbens ausgeschlossen ist.
  • Dadurch sind Reibung und Verschließ bei einen erfindungsgemäßen Trockenlauf-Kolbenverdichter minimal und es ergibt sich bei ihnen eine sehr gute Abdichtung durch. die dichtenden Kolbenringe. In Endeffekt hat somit ein erfindungsgemäßer Trockenlauf-Kolbenverdichter einen besonders guter. Wirkungsgrad und schließlich auch seine hohe Betriebssicherheit un Lebensdauer.
  • Mit Vorteil beträgt der Neigungswinkel der Auflagefläche des Führungsringes gegen seine Drehachse 25° bis 85°, beispielsweise 45°. In dem genannten Minkelbereich kommen die Vorteile der erfindungsgemäßen Führungsanordnung besonders gut zur Geltung. Dabei ist bei der @@hl ded Neigungswinkels im Einzelfall die jeweils vorhandene Werkstoffpaarung Führungsring/Kolben zu berücksichtigen.
  • Gemäß einer besondere vorteilhaften Ansführungsform der Erfindung ist zur Andrückung des Führungsringes gegen die geneigte fiitzflache der Führungsringnut zwischen der der geneigten Sitzfläche gegenüberliegenden seitlich Fläche der Führungsringnut und der dieser benachbarten seitlichen Fläche des Führungsringes eine Federanordnung vorgesehen, wobei die Vorspannkraft der Feder die Surme sämtlicher ihr entgegengerichteter Kräfte gerade übersteigt. DEdurch ist mit einfachsten Mitteln, nämlich lediglich durch Anordnen und Vorspannen einer Druckfeder, das erfindungsgemäße ständige Andrücken des Führungsringes gegen die schräge Sitzfläche in der Führungsringnut gewährleistet. Durch die erfindungsgemäße Bemessung der Größe der Federkraft wird dabei. gleichzeitig von vcrnherein verhindert, daß vor allem die während der Kolbenbewegung am äusseren Umfang des Führungsringes angreifende, der Federkraft entgegengerichtete Reibungskraft den Führungsring von der geneigten Sitzfläche der Führungsringnut abheben un7 somit die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Führungsringanordnung in Frage stellen kbnnte. Andererseits wi2d durch eine am äusseren Umfang des Führungsrings angreifende, in Richtung der Federkraft wirkende Reibungskraft die erfindungsgemäße Wirkung der Federkraft noch in vorteilhafter Weise unterstützt.
  • 3esonders zweckmäßig ist es, wenn die Federanordnung durch eine, vorzugsweise un den gesamten Umfang der der geneigten Sitzfläche gegenüberliegenden seitlichen Fläche der Führungsringnut umlaufende, metallische Wellfeder gebildet ist. Eine derartige umlaufende wellfeder ist einfacn aufgebaut und billig herzustellen. Sie hat eine geringe Bauhöhe, ist leicht zu montieren -tind besonders betriebssicher nicht zuletzt deshalb, weil sie eine gleichmäßige und damit symmetrische Andrückung des erfindungsgemäßen Führungsringes gegen die schräge Sitzfläche in der Führungsringnut über deren gesamten Umfang gewährleistet. Selbstverständlich sind grundsätzlich auch andere Federarten im Zusammenhang mit der vorliegenden -rfindung verwendbar.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der erfindung ist zwischen der Federanordnung und der dieser benachbarten seitlichen Fläche des Führungsringes eine, vorzugsweise um den gesaiten Umfang der seitlichen Fläche des Führungsringes umlaufende, metallische scheibe angeordnet. Die erfindungsgemäß zwischen Feder und Führungsring angeordnete metallische Scheibe hat insbesondere im Hinblick auf hohe Kolbengeschwindigkeiten und die diesen entsprechenden äußerst schnell auf einanderfolgenden Belastungswechsel der erfindungsgemäßen Federanordnung den Vorteil, daß infolge der beidseitig metallischen Auflageflächen (der kolben ist in der Regel ebenfalls metallisch) für die Feder an deren Auflageflächen praktisch kein merklicher Verschließ- entsteht und somit eine konstant sichere Funktionsweise der erfindungsgemäßen Führungsringanordnung gewährleistet ist.
  • Schließlich ist es von Vorteil, wenn die Führungsringnut an der äußeren Kante ihrer der Federanordnung benachbarten seitlichen Fläche einen, vorzugsweise um den gesamten Kolbenumfang umlaufenden, die Führungsringnut im Bereich der Federanordnung und der metallischen Scheibe nach aussen abschließenden Bund aufweist. Der umlaufende Bund verhindert dabei ein Herauswandern der Feder bezw. Federn sowie auch des metallischen Rings aus der Führungsnut und trägt somit ebenfalls zu einer störungsfreien Sunktionsweise der erfindungsgemäflen Führungsanordnung bei.
  • Gemaß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindurch rind jeweils zwei Führungsringe in einer Führungsringnut mit axialem Abstand voneinander angeordnet, deren geneigte !.uflegefläche jeweils an den voneinander entfernten entsprechen geneigten seitlichen Sitzflächen der Führungsringnut angeordnet sind, wobei zwichen den beiden Führungsringen eine Federanordnung vorgesehen istt Dabei ist die durch die beiden Führungsringe gebildete Führungsring-Anordnung in einem koaxialen Querschnitt gesehen zu einer zwischen den beiden Führungsringe rechtwinklig zur Kolbenachse verlaufenden Ebene spiegelbildlich symmetrisch.
  • Beim grundsätzlichen Aufbau dieser Ausführungsform, bei welcher erfindungsgemäß jeweils zwei Führungsringe in einer Führungsringnut, vorzugsweise spiegelbildlich symmetrisch zueinander, an6eordnet sind, ist unter anderem in ganz besonderer Weise die Tatsache berücksichtigt, daß der Kolben von Hubkolbenkompressoren während des Betriebs oszillierende Bewegungen ausfühit. Letzteres bedeutet nämlich, daß vor allem insbesondere am äußeren Umfang eines Führungsrings bei jedem Kolben Hubreibungskräfte mit ständig wechselndem Vorzeichen angreifen. Dem Umstand der Einwirkung dieser Reibungskräfte auf den erfindungsgemäßen Führungsring tragt dieser seinerseits dadurch Rec~nung, da die Vorspannkraft der den Führungsring mit seiner geneigten Auflagefläche ständig gegen die entsprechend geneigte Sitzfläche in der Führungsringnut drückenden Federanordnung die Summe sämtlichsr ihr entgegengerichteter Kräfte gerade übersteigt. Darüber hinaus wird bei der vorstehend beschriebenen Führungsring-Doppelanordung speziell dem ständigen Wechsel der Reibungskräfte Rechnung getragen. Diese Ausführungsform gerährleistet somit infolge der beiden erfindungsgemäßen, zu einer senkrecht zur verlaufenden Ebene Bewegungsrichtung des Kolbens/speigelbildlich symmetrisch angeordneten Führungsringe einer Führungsringnut mit noch vergrösserter Sicherheit die bereits geschilderten Vorteile des erfindungsgemäßen Führungsrings, insbesondere seine gute Geradführungswirkung.
  • Mit Vorteil weisen bei der erfindungsgemäßen Führungsring-Doppelanordnung die Führungsringe in ihren einander zugekehrten Flächen jeweils eine, vorzugsweise un den gesamten Umfang der Führungsringe umlaufende, Aussparung zur gemeinsamen Aufnahme einer Federanordnung auf, wobei die Vorspannkraft der Feder die Summe sämtlicher ihr entgegengerichteter Eräfte geradeübersteigt.
  • Gemaß weiteren Merkmalen dieser Ausführungsform ist die Federanordnung durch eine, vorzugsweise um den gesamten Umfang der Aussparungen umlaufende, metallische Wellfeder gcbildet. Entsprechend ist auch zwischen der Federanordnung und den ihr benachbarten, voneinander entfernten Flächen beider Führungsringe Jeweils eine, vorzugsweise um den gesamten Umfang der Aussparungen umlaufende, metallische Scheibe angeordnet. Die Vorteile dieser Erfindungsmerkmale sind bereits weiter oben im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen ersten Aus führungs form grundsätzlich erläutert.
  • Die Erfindung .vird nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Ea zeigen: Figur 1 im koaxialen Längsschnitt den Kolben eines erfindungsgemäßen Trockenlauf-Kolbenverdichters in einem zugehörigen Zylinder, Figur 2 in Draufsicht einen erfindungsgemäßen Führungsring, Figur 3 im vergrößerten Detail aus zur 1 eine erfindungsgemäße Führungsring anordnung im koaxialen Längsschnitt, Figur 4 einen in die Zeichenebene abgerollten Rundschnitt IV-IV aus figur 3 und Figur 5 in vergrößertem Detail entsprechend Figur 3 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Führungsringanordnung im koaxialen Längsschnitt.
  • Gemäß Figur 1 ist ein erfindungsgemäßer Kolben 1 in einem Zylinder 2 eincs Trockenlaui-liolbenverdichters angeordnet. YOl'(,en 1 und Zylinder 2 bestehen Jeweils aus einem metallischen Werkstoff. Der Kolben 1 ist in seinem mittleren Bereich mit üblichen aus einem Trockenlaufwerkstoff, beispielsweise Teflon, bestehenden Kolbenringen 3 versehen, welche in entsprechenden Nuten 4 angeordnet sind. Im oberen und unteren Endabschnitt des Kolbens 1 ist jeweils eine erfindungsgemäße Führungsringanordnung 5a bzw. 5b vorgesehen, deren Dinzelheiten aus den Figuren 2 bis 4 zu entnehmen sind. Der Vollständigkeit halber ist noch zu erwähnen, daß mit der Bezugsziffer 6 die Kolbenstange bezeichnet ist, die jedoch zeichnerisch nur schematisch angedeutet und deren Halterung im Kolben 1 der besseren Übersichtlichkeit halber in figur 1 ganz fortgelassen ist.
  • Während die Kolbenringe 3 die Aufgabe der Abdichtung des Spalts zwischen Kolben 1 und Zylinder 2 haben, bewirken die in der Führungsringanordnung 5a bezw. 5b enthaltenen Führungsringe 7a bezw. 7b eine exakte Geradführung des Kolbens 1 im Zylinder 2.
  • Aus diesem Grunde weisen insbesondere die zwischen dem abzudichtenden Kompressionsraum des Trockenlauf-Kolbenverdichters und den Kolbenringen 4 angeordneten Führungsringe 7a, 7b an ihrem äußeren Umfang maxiale nutartige Durchbrüche 8 auf, durch welche das abzudichtende komprinierte Gas zu den eigentlich dichtenden Kolbenringen 3 gelangen kann. Die nutartigen Durchbrüche 8 sind aus der in Figur 2 dargestellten Draufsicht auf den Fihrungsring 7a zu ersehen. Aus dieser Zeichnungsfigur ist ferner ersichtlich, d die Führungsringe 7a, 7b Jeweils einen Schlitz 9 aufweisen, dessen Funktion im im Folgenden noch näher erläutert wird.
  • Figur 3 zeigt zur besseren Verdeutlichung der erfindung im vergrößerten Detail aus Figur 1 eine erfindungsgema3e Führungsringanordnung 5a im koaxialen Längsschnitt. Zur Ergänzung dazu ist ferner in Figur 4 ein in die Zeichenebene abgerollt er Rundschnitt IV-IV aus Figur 3 dargestellt. In einer Führungsnut 10 ist ein erfindungsgemäßer Führngsrinß 7a aus einem geeigneten Trockenlaufwerkstoff, beispielsweise Teflon, angeordnet, welcher eine geneigte Auflagefläche 11 aufweist, mit welcher er gegen eine entsprechend geneigte Sitzfläche 12 der Führungsringnut 10 gedrückt wird Dabei ist der Führungsring 5a auf der geneigten Sitzfläche 12 verschiebbar. Der Neigungswinkel ob von Auflagefläche 11 bezw. Sitzfläche 12 gegen die Drehachse des Führungsrings 7a bezw. des Kolbens 1 beträgt beispielsweise 45 Grad.
  • Die Andrückung des Führungsrings 7a gegen die geneigte Sitzfläche 12 erfolgt durch eine umlaufende metallische Wellfeder 13, welche zwischen der der geneigten Sitzfläche 12 gegenüberliegenden seitlichen Fläche 14 der Führungsringsnut 1C und der dieser seitlichen Fläche 14 benachbarten seitlichen Fläche 15 des Führungsringes 7a angeordnet ist. Die Vorspannkraft der Well feder 13 übersteigt dabei gerade die Summe sämtlicher ihr entgegengerichteter Kräfte, so daß der erfindungsgemäße Führungsring 7a inner mit seiner geneigten Auflagefläche 11 auf der geneigten Sitzfläche 12 der Fuhrungsringnut derart fest aufsitzt, daß seine äußere Umfangsfläche 16 immer im Gleitsitz im Zylinder 2 angeordnet ist. Die Wellfeder 13 sowie die eneigten huflage- bezw. Sitzflächen 11 benz. 12 ermöglicnen dabei ferner in Kombination mit dem Schlitz 9 des Führungsrings 7a eine zentrische radiale Nachstellung des Führungsringes 7a nach aussen bei etwa auftretendem Verschleiß an der Zylinderlaufbüchse bezw. der äußeren Umfangsfläche 16 des Führungsrings 7a. Zu erwähnen ist noch, daß der Schlitz 9 des Führungsrings 7a bezw. ,7b auch noch die Funktion hat, eine einfache Montage der Führungsringe zu ermöglichen.
  • Wie bereits angedeutet, läuft die Wellfeder 13 um den gesamten Umfang der seitlichen Fläche 14 der Führungsringnut 1C um.
  • Zur Vereinfachung ihrer Montage weist sie ebenfalls einen schlitz auf, der jedoch in den-Zeichnungen nicht dargestellt ist.
  • Zwischen der Wellfeder 13 und der dieser benachbarten seitlichen Flache 15 des Pührungsringes 7a ist noch eine um den gesamten Umfang der seitlichen Fläche 15 umlaufende metallische Scheibe 17 angeordnet. Die Scheibe 17, die ebenfalls einen nicht gezeigten Montageschlitz aufweist, verhindert eine mögliche Beschädigung des Führungsringes 7a durch die angrenzenden Auflageflächen der einer raschen Lastwechselfolge unterliegenden Wellfeder 13.
  • Schließlich weist noch die Führungsringnut 10 an der äußeren Kante ihrer der Federanordnung 13 benachbarten seitlichen flache 14 einen um den gesamten Kolbenumfang umlaufenden, die FUhrungsringnut 10 im Bereich der Wellfeder 13 und der metallischen scheibe 17 nach aussen abschlie';enden Bund 18 auf. Der Bund 18 verhindert ein Herauswandern der Wellfeder 13 sowie der netallischen Scheibe 17 aus der Führungsringnut 10 und unterstützt somit ebenfalls die sichere Funktionsfolge der erfindungsgemäßen Führungsringanordnung 5a bezw. 5b.
  • Bei der Ausführungsform gemaß 5 handelt es sich um eine sogenannte Führungsring-Doppelanordnung. Bei dieser sind jeweils zwei Führungsringe 19, 20 in einer Führungsringnut 21 eines in einem Zylinder 2' befindlichen Eolbens 1' mit axialem zustand voneinander angeordnet. Die geneigten Auflageflächen 22, 23 der Führungsringe 19,20 sind jeweils an den voneinander entfernten entsprechend geneigten seitlichen Sitzflächen 24,25 der Führungsringnut 21 angeordnet. Zwischen den beiden Führungsringen 19,20 ist eine Federanordnung 26 vorgesehen, durch welche die beiden Führungsringe 19,20 inner mit ihren geneigten Auflageflächen 22 bezw.23.
  • gegen die entsprechend geneigten Sitzflächen 24 bezw. 25 gedrückt werden. Dadurch wiederum werden die beiden Führungsringe 19,20 immer in einen Gleitsitz i'n dem Zylinder 2' gebracht. Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die durch die beiden Führungsringe 19, 20 gebildete Führungsring-Anordnung in einem koaxialen Querschnitt gesehen zu einer zwischen den beiden Führungsringen rechtwinklig zur Drehachse des Kolbens 1' verlaufenden Ebene spiegelbildlich synimetrisch.
  • Die Führungsringe 19 bezw. 20 weisen in ihren einander zugekehrten Flächen 27 bezw. 28 Jeweils eine, vorzugsweise um den gesamten Umfang der Führungsringe 19 bezw. 20 umlaufende, Aussparung 29 bezw. 30 zur gemeinsamen Aufnahme der Federanordnung 26 auf.
  • Die Federanordnung 26 ist durch eine, vorzugsweise um den gesamten Umfang der Aussparungen 29, 30 umlaufende, metallische Wellfeder gebildet. Die Vorspannkraft der Wellfeder 26 übersteigt gerade die Summe sämtlicher ihr entgegengerichteter Kräfte. Zwischen der Wellfeder 26 und den ihr benachbarten, voneinander entfernten Flächen 31 bezw. 32 beider Führungsringe 19 bezw. 20 ist jeweils eine, vorzugsweise um den gesamten Umfang der Aussparungen 29 bezw.3O, umlaufende metallische Scheibe 33 bezw.34 angeordnet. Die Scheiben 33 und 34 entsprechen in ihrer Funktion im Wesentlichen der der metallischen Scheibe 17 aus Figur 3.
  • Dieerfindungsgemäße Führungsringanordnung 5a bezw. 5b ist auf einfache Weise herzustellen und, insbesondere auch nachträglich, in Trockenlauf-Kolbenmaschinen montierbar.

Claims (11)

  1. Ansprüche
    Kolbenmaschine, insbesondere Trockemlauf-Kolbenverdichter, deren Kolben wenigstens einen in einer Führungsringnut angeordneten Führungsring aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (7a; 7b) geschlitzt ist und eine geneigte Auflagefläche (11) aufweist, mit welcher er genen eine entsprechend geneigte seitliche Sitzfläche (12) der Führungsringnut (10) des Kolbens (1) gedrückt wird, wobei der Führungsring (7a; 7b) auf der geneigten Sitzfläche (12) verschiebbar ist.
  2. 2. Rolbermaschine nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) der Auflagefläche (11) des Führungsringes (7a; 7b) gegen seine Drehachse 20° bis 85°, beispielsweise 45°, beträgt.
  3. 3. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2'dadurch gekennzeichnet, daß zur Andruckung des Führungsringes (7a; 7b) gegen die geneigte Sitzfläche (12) der Führungsringnut (10) zwischen der der geneigten Sitzfläche (12) gegenüberli,egenden seitlichen Fläche (14) der führungsringnut (io) und der dieser benachbarten seitlichen Fläche (15) des Führungsringes (7a; 7b) eine Federanordnung (13) vorgesehen ist, wobei die Vorspannkraft der dieser (13) die Summe sämtlicher ihr entgegengerichteter kräfte gerade übersteigt.
  4. 4. Kolbenmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (13) durch eine, vorzu3sweise um den esamten Umfang der der geneigten Sitzfläche (12) gegenüber liegenden seitlichen Fläche (14) der Führungsringnut (10) umlaufende, metallische Wellfeder (13) gebildet ist.
  5. 5. Kolbenmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Federanoednung (13) una der dieser. benachbarten seitlichen Fläche (15) des Führungsringes (7a; 7b) eine, vorzugsweise um den gesamten Umfang der seitlichen Fläche (15) des Führungsringes (7a; 7b) umlaufende, metallische Scheibe (17) angeordnet ist.
  6. 6. Kolbenmaschine nacr einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsringnut (10) an der äußeren Kante ihrer der Federanordnung (13) benachbarten seitlichen flache (14) einen, vorzugsweise um den gesamten Kolbenumfang umlaufenden, die Führungsringnut (10) im Bereich der Federanordnung (13) und der metallischen Scheibe (17) nach außen absdießenden Bund (18) aufweist.
  7. 7. Kolbenmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Jeweils z:zei Führungsringe (19,2C) in einer Führungsringnut (21) mit axialem Abstand voneinander angeordnet sind, deren geneigte Auflageflächen (22,23) Jerseils an den voneinander entfernten entsprechend geneigten seitlichen Sitzflächen (24, 25) der Führungsringnut (21) angeordnet sind, wobei zwischen den beiden Führungsringen (19,20) eine Federanordnung (26) vorgesehen ist.
  8. 8. Kolbenmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die beiden Führungsringe (19,2G) gebildete Führungsring-Anordnung in einem koaxialem Querschnitt gesehen zu einer zwischen den beiden Führungsringen (19, 20) rechtwinklihg zur Kolbenachse verlaufenden Ebene spiegelbildlich symmetrisch ist.
  9. 9. Kolbenmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch Eekennzeichnet, daß die Führungsringe (19,2C) in ihren einander zugekehrten Flächen (27,28) Jeweils eine, vorzugsweise um den gesamten Umfang der Führungsringe (19,2C) umlaufende, Aussparung (29, 30) zur gemeinsamen Aufnahme einer Federanordnung (26) aufweisen, wobei die Vorspannkraft der Feder (26) die L'umne sämtlicher ihr entgegengerichteter Kräfte gerade übersteigt.
  10. 10. Kolbenmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Federanordnung (26) durch. eine, vorzugsweise un den gesamten Unian der iLussparungen (29,36) umlaufende, metallische Wellfeder (26) gebildet ist.
  11. 11. Kolbenmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Federanordnung (26) und den ihr benachbarten, voneinander entfernten Flächen (31,32) beider Führungsringe (19,20) jeweils eine, vorzugsweise um den gesamten Umfang der Aussparungen (29,30) umlaufende, metallische Scheibe (33,34) angeordnet ist, L e e r s e i t e
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