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Beschreibung der Erfindung Dichtsysteir für Rotationskolbenverdichter
Die Erfindung betrifft ein Dichtsystem für Rotationskolbenverdichter mit einem Mantel
und zwei Seitenteilen, die einen Raum bilden, in dem ein Kolben drehbar gelagert
ist, wobei in Ausnehmungen des Kolbens Dichtleisten als Radial-Dichtungen, Dichtstreifen
als Axial-Dichtungen und Dichtbolzen als
Verbindungs-Dichtungen
zwischen jeweils einer Dichtleiste und zwei Dichtstreifen angeordnet sind und die
Dichtelemente vor allem durch den Druck des Arbeitsmediums gegen ihre Dichtflächen
gedrückt werden, wodurch jede Dichtleiste im Zusammenwirken mit den entsprechenden
Dichtstreifen und Dichtbolzen zwei benachbarte Arbeitskammern gegeneinander abdichtet.
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Bei derartigen Rotationskolbenverdichtern ist es erforderlich, die
Dichtelemente eines Dichtsystems so anzuordnen, daß zwei benachbarte Arbeitskammern
unterschiedlichen Drucks gegeneinander gut abgedichtet sind wobei es angebracht
ist, die Abdichtung der Dichtelemente untereinander fugenlos durchzuführen.
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Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse ein Dichtsystem
vorzusehen, bei dem Dichtleisten, Dichtstreifen und Dichtbolzen zur Anwendung kommen,
die auch eine fugenlose Abdichtung gegeneinander gewährleisten (DT-PS 1 148 824).
Als Werkstoff mit guten Gleiteigenschaften und gutem Formfüllungsvermögen zur Herstellung
der Dichtbolzen käme an sich Kunststoff in Frage, der aber Nachteile großer Wärmedehnung
und plastischer Verformbarkeit hat. Große Wärmedehnung bedingt eine nachteilige
Uberdimensionierung der Ausnehmungen im Kolben für die Dichtelemente, woraus sich
eine große Undichtigkeit bei verschiedenen Betriebszuständen ergibt. Außerdem
werden
durch den Druck des Mediums bzw. durch die bei der Drehung des Kolbens entstehenden
Reibungskräfte von den Seitenteilen auf die Dichtelemente Leckstellen dadurch geschaffen,
daß die Dichtleiste im Kolben und Dichtbolzen an eine'Wand gedrückt wird, wodurch
ein Spalt entsteht, bzw. daß ein Dichtstreifen den schon unter Reibungskraft beanspruchten
Dichtbolzen noch weiter zusammendrückt, so daß sich ein sichelförmiger Spalt zwischen
dem Dichtbolzen und seiner Ausnehmung im Kolben bildet. Druckgas kann nun aus der
Arbeitskammer durch den ersten Spalt zum Nutgrund im Dichtbolzen und von dort durch
den Raum hinter dem Dichtbolzen im Kolben zum sichelförmigen Spalt gelangen, der
mit dem drucklosen Innenraum des Kolbens innerhalb aller Dichtelemente Verbindung
hat und zur Atmosphäre führt. Außerdem werden die Dichtbolzen allmählich durch die
ständige partielle Druckbeanspruchung von den Dichtstreifen zerstört.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Dichtelemente zu schaffen,
die die bekannten guten Gleiteigenschaften von Kunststoffen aufweisen, die auch
für Trockenlaufmaschinen erforderlich sind und die gutes Formfüllungsvermögen zeigen
und bei denen die nachteiligen Spaltbildungen und der Nachteil der kurzen Lebensdauer
der Dichtbolzen vermieden werden.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Dichtleisten,
Dichtstreifen und Dichtbolzen aus einem schwer verformbaren Material geringer Wärmedehnung
mit Notlaufeigenschaften und einem an den Gleitflächen dieses Materials aufgebrachten
Werkstoff guter Gleiteigenschaften mit gutem Formfüllungsvermögen bestehen.
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Um allen Anforderungen an die Dichtelemente bezüglich ihrer Aufgaben
im Sinne guter Abdichtung bei schonender Behandlung der Gleitflächen gerecht zu
werden, ist nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung das schwer verformbare Material
Sintermetall oder anderes Material guter Notlaufeigenschaften und der Werkstoff
guter Gleiteigenschaften, beispielsweise modifiziertes Polytetrafluoraethylen relativ
sehr geringer Dicke, wobei der Gleitwerkstoff mit dem schwer verformbaren Material
durch Kleben, Sintern, Nieten, Schrauben oder in anderer Weise verbunden ist.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin,
daß sich eine größere Dichtigkeit bei wechselnden Betriebszuständen ergibt, genaue
Passungen zwischen dem Kolben und den Dichtelementen möglich und die Standzeiten
der Dichtelemente bedeutend erhöht sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt
und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Teilquerschnitt
durch einen Rotationskolbenverdichter mit der Ecke eines Kolbens, nach dem Stand
der Technik mit Dichtteilen aus elastomerem Kunststoff, Fig. 2 einen Dichtbolzen
mit einem anstoßenden Dichtstreifen der erfindungsgemäßen Ausführung in perspektivischer
Darstellung, Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Dichtleiste nach der Linie III-III
in Fig. 4, Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Dichtleiste in Fig. 3 nach der Linie
IV-IV.
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Der Mantel 1 mit seiner Mantellaufbahn 2 als Gleitbahn für die Dichtleiste
3 ist ein ringförmiges Mantelteil des Gehäuses, in dem der Kolben 4 in Richtung
des Pfeiles 5 umläuft. Im Kolben 4 sind die Dichtleisten 3 als Radialdichtung, die
Dichtstreifen 6 und die Dichtbolzen 7 als Axialdichtung vorgesehen. Die Dichtstreifen
6 sind als Dichtelemente an den beiden
Kolbenstirnflächen in Nuten
beweglich angeordnet und schließen sich fugenlos an die Dichtbolzen 7 in den Ausnehmungen
8 des Kolbens 4 an. Die Dichtleisten 3 sind in der Leistennut 9 des Kolbens 4 und
der Nut 10 des Dichtbolzens 7 geführt. Beiderseits der einen Dichtleiste 3 in Umfangsrichtung
des Kolbens 4 sind die Arbeitskammern 11-und 12 teilweise dargestellt. Durch den
Druck des Mediums in der Arbeitskammer 11 bzw. durch die durch Pfeile 13 dargestellte
Reibungskräfte auf die Dichtelemente aus Werkstoff guter Gleiteigenschaften entstehen
der Spalt 15 zwischen der Dichtleiste 3 einerseits und dem Kolben 4 sowie dem Dichtbolzen
7 andererseits bzw. der sichelförmige Spalt 16 zwischen dem Dichtbolzen 7 und seiner
Ausnehmung 8 im Kolben 4. Mit 17.
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ist der Nutgrund der Dichtleiste 3 im Dichtbolzen 7 bezeichnet. Druckgas
kann nun aus der Arbeitskammer 11 durch den Spalt 15 zum Nutgrund 17 und weiter
durch den Raum hinter dem Dichtbolzen 7 zum sichelförmigen Spalt 16 gelangen, der
mit dem drucklosen Innenraum 18 Verbindung hat und zur Atmosphäre führt.
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Beispiele der neuen Ausführung der Dichtelemente zeigen die Fig. 2
bis 4, in denen das schwer verformbare Material mit 19 bezeichnet ist. Der Werkstoff
14 mit guten Gleiteigenschaften ist hier mit Hilfe einer beliebigen bekannten Verbindungsart
auf das Material 19
gebracht. Der Werkstoff 14 kann das Material
-19 entweder nur an den Gleitflächen der Dichtelemente bedecken oder. teilweise
oder ganz umschließen.
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Eine Bildung des sichelförmigen Spaltes. 16 infolge Wärmedehnung und
durch Verformung des Dichtbolzens 7 ist daher ausgeschlossen. Da die Dichtleiste
6 bei der Ausführung nach- Fig. 2 unmittelbar an dem festen Material 19 des Dichtbolzens
7 angreift, kann sie diesen nicht verformen oder zerstören.
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Patentansprüche
Bezugszeichenverzeichnis 1 Mantel
(des Rotationskolbenverdichters) 2 Mantellaufbahn (Gleitbahn für Dichtleiste 3)
3 Dichtleiste 4 Kolben 5 Drehrichtung (des Kolbens 4) 6 Dichtstreifen 7 Dichtbolzen
8 Ausnehmungen (für die Dichtbolzen 7 im Kolben 4) 9 Leistennut (des Kolbens 4)
10 Nut (des Dichtbolzens 7) 11 Arbeitskammer 12 Arbeitskammer 13 Reibungskräfte
14 Werkstoff (guter Gleiteigenschaften) 15 Spalt (zwischen der Dichtleiste 3-und
dem Kolben 4 mit Dichtbolzen 7) 16 Sichelförmiger Spalt (zwischen dem Dichtbolzen
7 und seiner Ausnehmung 8) 17 Nutgrund 18 Innenraum (innerhalb aller Dichtelemente)
19 Material (schwer verformbar)