DE2644533A1

DE2644533A1 - Hochdruckkolben und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2644533A1
Application number: DE19762644533
Authority: DE
Inventors: Wilbur L Kennicott
Original assignee: Kennametal Inc
Current assignee: Kennametal Inc
Priority date: 1975-10-01
Filing date: 1976-10-01
Publication date: 1977-04-14
Also published as: US4044655A; JPS5245705A; FR2326633B1; FR2326633A1; BE846764A; DE2644533B2; GB1505229A; IT1072582B; CH613262A5; DE2644533C3

Description

HochdrucMcolben und Verfahren zu seiner Herstellung

Kolben-Zylinder-Maschinen werden in der Industrie zur Hochdruckverdichtung bestimmter Gase benutzt. Diese hochverdichteten Gase werden für verschiedene Verwendungszwecke benötigt, insbesondere bei der Herstellung von Polyäthylen-Kunststoffen.

Eine der Zwischenstufen bei der Herstellung dieser* Kunststoffe besteht in der Verdichtung von Polyäthylengas bis zu Drücken von etwa 28oo kp/cm (4oooo psi). Zur Erreichung des erwünschten Enddruckes kann die Verdichtung des Polyäthylengases durch

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eine Kolben-Zylinder-Maschine in mehreren Stufen erfolgen.

Wegen der bei der Verdichtung des Polyäthylengases auftretenden sehr hohen Drücke besitzen die Kolben-Zylinder-Maschinen üblicherweise hochbeanspruchbare Zylinder mit einer Kompressionskammer, deren Länge den Durchmesser erheblich übersteigt, wodurch der zugeordnete Kolben ebenfalls eine den Durchmesser wesentlich übersteigende Länge haben muß. Zwischen dem Komjxcssims* zylinder und dem Kompressionskolben sind üblicherweise'Dichtungsmittel angeordnet, so daß sich der Kolben geradlinig in dem Zylinder hin- und herbewegen kann.

Das zu verdichtende Gas wird der Kompressionskammer durch ein Einlaßmittel zugeführt, wenn sich der Kolben in einer ersten Lage in dem hochfesten Zylinder befindet* Im Anschluß daran wird ein Absperrorgan im Einlaßmittel geschlossen und der Verdichterkolben unter Vordichtung des Gases in die Kompressionskammer eingeschoben, wobei das Gas mit erhöhtem Druck durch ein Auslaßmittel in eine weitere Kompressionskammer gedrückt wird.

Das Auslaßmittel ist üblicherweise mit einem Rückschlagventil oder dgl. Einrichtung versehen, um zu verhindern, daß das unter höherem Druck stehende Gas aus der zweiten Koinpressionskammer in den Kompressionszylinder zurückströmt, wenn der Kompressionskolben zur erneuten Gasfüllung über das Einlaßmittol zurückgezogen wird.

Die in der Kompressionskammer erzeugten sehr* hohen Drücke und die zur Erzeugung dieser Drücke in der vorangehend beschriebenen Vorrichtung auf den Kompressionskolben einwirkenden Kräfte machen es erforderlich, daß der Außendurchmeaser des Kolbens und der Innendurchmesser des KomprcssionszylindeiPs eine ange Passung bilden, und zugleich eine glatte, gleitfähige Anlage aneinander haben, damit der· Kolben in dem Kompressionszyliiidcr hin- und hergleiten kann. Sobald der Kolben vorgeschoben wird

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und beginnt, das Gas zu komprimieren, treten an ihm extrem hohe Kräfte auf, so daß er aufgrund seiner den Durchmesser weit übersteigenden Länge zur Erreichung einer sehr genauen Geradeausrichtung extrem starr sein muß.

Die Geradhaltung ist zur Verringerung des Verschleißes des Kolbens und der* Dichtungen beim Zusammenwirken mit dem Zylinder und darüber hinaus dazu erforderlich, einen Bruch des ungestützten Längenabschnitts des Kolbens zu verhindern.

Darüber hinaus muß der Außenmantel des Kolbens aus hoch verschleißfestem Material hergestellt werden, damit der Kolbenverschloiß und der Dichtungsverschleiß während der Gleitberührung mit den Wänden des"Kompressionszylinders reduziert werden kann, und ferner einer übermäßigen radialen Ausdehnung bei deiauftretenden spezifischen Druckbeanspruclmng widox-stehen«.

Bislang sind die vorangehend beschriebenen Maschinen mit einteiligen Kompressionskolben ausgestattet, die aus einem hoch verschleißfesten Material hergestellt sind; dieses Material hat sich bei den Maschinen dieser Bauweise an'und für sich bewährt» Die durch die Verwendung des hoch verschleißfesten Materials erreichte extreme Festigkeit und die erhöhte Widerstandsfähigkeit bei Druckeinwirkungen haben zur Verringerung katastrophaler Defekte geführt_? die beim Vorschub des Kolbens in den Kompressionszylinder auftreten können.

Diese katastrophalen Defekte treten gewöhnlich auf, weil zu Beginn des KoIbenvorschubs in den Kompressionszylinder hinein zur Verdichtung des Gases ein langer Kolbenabschnitt nicht abgestützt ist. Es hat sich dabei herausgestellt, daß aus einem Material wie gesintertem Karbidhartmetall hergestellte Kolben bis zu einem Durchmesser von etwa 7»5 bis Io cm (3-^t Zoll) und einer Gesamtlänge von etwa loo bis 1.3o cm (Jfco-5o Zoll)_ sehr zufriedenstellend arbeiten.

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Neuerdings werden jedoch auch Kolben-Zylinder-Maschinen der vorangehend beschriebenen Art hergestellt, bei denen der Durchmesser der Kompressionskammer auf etwa 15 bis 18 cm (6-7 Zoll) vergrößert ist. Die Kolben aus gesintertem Karbidhartmetall für die Kompressionskammern mit geringerem Durchmesser haben normalerweise ein Gewicht von etwa l8o kg (4oo pounds), während die Herstellung eines massiven Kolbens aus gesintertem Karbidhartmetall für die neuerdings vergrößerten Kompressionskammern zu einem Kolbengewicht führen würde, das h^a kg (looo pounds) übersteigt, wodurch diese Kompressionskolben sehr schwer herzustellen und zu handhaben sind. Darüber hinaus ist die Sinterung solcher massiven Karbidmetallteile nur sehr schwer zu erreichen, ohne daß sich Risse und Sprünge bilden oder Spannungen und gegebenenfalls auch Verformungen auftreten.

Es kommt hinzu, daß hochverschlexßfestes Material wie gesintertes Karbxdhartmetell verglichen mit Stahl sehr teuer ist, wodurch eine wirtschaftliche Herstellbarkeü: in Frage gestellt wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt als Aufgabe die Schaffung eines vergrößerten Kolbens zugrunde, der nicht aus einem einzigen Karbidhartmetallstück besteht und dennoch den für einen solchen extremen Arbeitseinsatz erforderlichen baulichen Zusammenhalt besitzt. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen wirtschaftlich herstellbaren Kolben für vergrößerte Kompressionszylinder zu schaffen.

Das ist erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Hochdruckkorben ein rohrförmiges Element aus hochverschleißfestem Material besitzt, an dessen gegenüberliegenden Enden eine vordere und eine rückwärtige Abschlußkappe angesetzt sind, die im Innenraum des rohrförmigen Elementes miteinander verbunden sind und das rohrförmige Element in einem vorbestimmten Spannungszustand halten.

Das hochverschleißfeste Material* besitzt vorteilhafterweise eine

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gegenüber der Zugfestigkeit sehr hohe Druckfestigkeit, während sein thermischer Ausdehnungskoeffizient niedriger ist als der von Stahl. Die Abschlußkappen sowie die zu ihrem Zusammenhalt vorgesehenen Verbindungsmittel sind dabei aus Stahl oder einem geeigneten anderen Metall hergestellt, das einen höheren thermischen Ausdehnungskoeffizienten besitzt als das hochverschleißfeste Material.

Die rückwärtige Endkappe ist an ihrem dem Anschlußbereich an das rohrförmige Element gegenüberliegenden Ende so ausgebildet, daß der Kolben in dem Kompressionszylinder über dieses Ende hin- und hergehend antreibbar ist»

Zwischen der vorderen Endkappe am Vorderende des Kolbens und dem rohrförmigen Element ist eine Dichtung vorgesehen, durch die das Eindringen von Gas in den Innenraura des rohrförmigen Kolbens beim KoIbenvoi-schub während der Gasverdichtung in dem Druckzylinder verhindert wird. Am rückwärtigen Kolbenende sind, zwischen dem rohrförmigen Element und der rückwärtigen Endkappe Entlastungsöffnungen vorgesehen, die den Innenraum des rohrförmigen Elements mit der Atmosphäre verbinden, so daß etwa trotzdem in den Innenraum des rohrförmigen Elementes eingedrungenes komprimiertes Gas sofort durch die Entlastungsöffnungen nach rückwärts in die Atmosphäre entweichen kann, ohne das rohrförmige Element aufzureißen oder zu beschädigen.

Das rohrförmige Element ist an seinem Innenunifang im Bereich der mit den Endkappen zusammenwirkenden Endabschnitte mit Führungsdurchmessern ausgebildet, die eine Ausrichtung der Kappen bewirken, wenn diese in Anlage an das rohrförmige Element angezogen werden. Die Anlageflächen zwischen den Endkappen und dem rohrförmigen Element sind so geneigt, daß beim Zusammendrücken des rohrförmigen Elementes zwischen diesem und den Endkappen selbsttätig eine Zentrierung erfolgt. Die vordere Endkappe ist darüber hinaus mit zwei von der Frontseite ausgehenden und sich

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nach innen erstreckenden Öffnungen versehen, die den Ansatz eines Schraubwerkzeuges zum Aufschrauben der vorderen Endkappe auf den Verbindungsteil der anderen Endkappe ermöglichen.

Eine der von der Frontfläche der vorderen Endkappe ausgehenden Öffnungen ist dabei als Durchbruch ausgebildet, der mit einer gleichartigen Öffnung im vorderen Ende des Verbindungsteils der anderen Endkappe zusammengepaßt ist* In die erste Öffnung ist ein Paßstift soweit -eingepreßt, daß er in die zweite Öffnung eingreift und dadurch die Endkappe gegen eine Relati\fdrehung gegenüber dem Verbindungsmittel für die Endkappen sichert. Weiterhin ist in die Paßstiftöffnung ein Messingbolzen mit Festsitz eingefügt, der die Öffnung gegen einen Durchtritt hochkomprimierter Gase abdichtet.

Der Zusammenbau des erfindungsgemäßen Kolbens beginnt mit der Vereinigung des rohrförmigen Elementes und dex* Endkappen box Räumtemperatur, ohne daß zunächst das rolxrförmige Element zusammengepreßt wird« Die gesamte Baueinheit wird dann in einen Ofen eingesetzt und auf eine höhere Temperatur erwärmt, woböi die Endkappen zur Übertragung einer vorbestimmten Druckkraft auf das rohrförmige Element eingestellt werden. Die gesamte Baueinheit wird dann wieder auf Raumtemperatur abgekühlt.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer in der Zeichnung dargestellten, bevorzugten Ausfühx"ungsform. Es zeigen:

Fig. 1 eine aufgeschnittene Teildarstellung einer Kolben-Zylinderanordnung mit einem erfindungsgemäß -ausgebildeten Kolben,

Fig. 2 eine teilweise aufgeschnittene detaillierte Darstellung des Aufbaus des erfindungsgemäßen Kolbens,

Fig. 3 einen Querschnitt entsprechend der Schnittlinie III-IIX der Fig, 2 in Pfeilrichtung gesehen,

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Fig. h eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 2 gezeigten zusammendrückbaren Metalldichtringes.

In der Fig. 1 ist ein hochfester Zylinder mit dem Bezugszeichen Io gekennzeichnet, der eine Kompressionskammer 12, ein Einlaßrnittel l'i- und ein Auslaßmittel 16 aufweist. Die Kompressionslcammer 12 ist in ihrem rückwärtigen Bereich, in dem der Kolben 2o in seiner ersten Stellung liegend dargestellt ist, mit Dichtungen 18 versehen. Der Kolben 2o ist an seinem Ende 22 mit einem geradlinig hin- und hergehenden Antrieb (nicht dargestellt) verbunden, so daß er zwischen der in der Fig. 1 gezeigten ersten Stellung und der ebenfalls in der Fig. 1 am vorderen Ende der Kompressionslcammer 12 in gestrichelter Linie eingezeichneten zweiten Stellung vorgeschoben und wieder zurückgezogen werden kann.

Die Arbeitsweise der dargestellten Kolben-Zylinderanordnung ist folgende. Bei in der ersten Stellung befindlichem Kolben 2o wird Gas durch den Einlaß i^!t der Kompressionslcammer 12 zugeführt. Danach kann ein nicht dax-gestelltes Ventil am Einlaß l4 zum Einschluß des Gases in der Kompressionslcammer 12 geschlossen werden. Der Auslaß l6 ist normalerweise mit einem nicht dargestellten Rückschlagventil versehen, das eine Gasströmung nur in einer Richtung gestattet und das Ausströmen von Gas aus der Kompressionslcammer durch den Auslaß l6 nur dann zuläßt, wenn das Gas den erwünschten oder vorbestimmten Druck erreicht hat*

Wenn die Druckkammer 12 mit Gas gefüllt ist, wird der Kolben 2o in seine zweite Stellung vorgeschoben und dadurch das Gas bis zu einem vorbestimmten höheren Gasdruck verdichtet, woraufhin es durch den Auslaß l6 in eine zweite Kompressionslcammer (nicht dargestellt) ausströmt. Die dargestellte, besondere Verdichtungsstufe kann nur eine von mehreren V_erdichtungsstufen sein, die das Gas durchläuft.

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Die in Verbindung mit der dargestellten und vorangehend beschriebenen Kolben-Zylindervorrichtung auftretenden Probleme entstehen vor allem dadurch, daß das Kolbenglied 2o zu allererst einen Außendurchmesser haben muß,der eine enge Passung mit dem Innendurchmesser der Kompressionskaminer 12 ermöglicht, und das dem während der Hin- und Herbewegung durch die Dichtungen 18 bewirkten V_erschleiß widerstehen muß.

Infolge des hohen Gasdrucks in der Kompressionskammer 12 wird außerdem eine Axialkraft wirksam, die den Kolben 2o unabhängig von seinen Materialeigenschaften zusammenzudrücken und auszubauchen sucht, wodurch der Kolben bei der Bewegung zwischen der ersten und der zweiten Stellung am Innenumfang der Kompressionskammer 12 festklemmen kann. Darüber hinaus ist in dem ungestützten Längsabschnitt 24, der zwischen dem rückwärtigen Ende 11 des verstärkten Druckzylinders Io und dem zur triebschlüssigen Verbindung an eine Antriebskraftquelle ausgebildeten Ende 22 liegt, eine extreme Steifigkeit des Kolbens 2o erforderlich.

Wenn der Kolben 2o nicht extrem starr ausgebildet ist, neigt der ungestützte Längsabschnitt zu einer Ausbiegung aus der axialen Ausrichtung mit der Kompressionskammer 12, was entweder einen Verschleiß der rückwärtigen Innenwandbereiche der Kompressionskammer 12 oder eine katastrophale Beschädigung des Kolbens durch einen Kolbenbruch oder Kolbenriß zur Folge hat.

In der Fig. 2 ist ein ex-findungsgemäß ausgebildeter Kolben dargestellt, der für Konipressionskammern 12 mit größerem Durchmesser oder für Fälle bestimmt ist, in denen die Herstellung ei:-* nes einstückigen Kolbens 2o aus hochverschleißfestem Material nicht möglich ist. In der Fig. 2 ist der Kolben 2o mit einer rückwärtigen Endkappe 26 und einer vorderen Endkappe 28 sowie mit einem die Endkappen 26 und 28 verbindenden Mittel versehen dargestellt»' Das aus einem hochverschleißfesten Material hergestellte rohrförmige Element 32 besitzt gegenüberliegende Enden, die zum Ansatz der Endkappen 26 und 28 ausgebildet sind

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Die vordere Endanlagefläche 34 liegt einem vergrößerten Kopfteil 36 der Endkappe 28 an, wobei zwischen der Endkappe 28 und dem rohrförmigen Element 32 eine vorzugsweise aus einem zusammendrückbaren Metallring gebildete Dichtung 38 eingefügt ist· Die rückwärtige Endkappe 26 ist mit dem Anschlußbereich22 versehen, der der triebschlüssigen Verbindung des Kolbens 2o mit einem Antrieb zur hin- und hergehenden Bewegung dient. Das die Endkappen 26 und 28 miteinander verbindende Mittel 3o ist hier als ein sich von der rückwärtigen Endkappe 26 nach vorn erstreckender Bereich mit verringertem Durchmesser dargestellt, der durch eine Schraubverbindung mit der vorderen Endkappe 28 vereinigt ist. Durch die Schraubverbindung wird das rohrförraige Element zwischen und im Zusammenwirken mit den Endkappen 26 und 28 unter Druckspannung gehalten, wodurch eine extreme Steifigkeit und Festigkeit des Kolbens 2o erreicht wird.

Durch die vordere Endkappe 28 erstreckt sich ein Durchbruch 44, der mit einer gleichartigen Öffnung 46 im vorderen Ende des Verbindungsmittels 3° fluchtet. In den Durchbruch 44 ist ein Paßstift 48 mit Festsitz so eingefügt, daß er sowohl in diesen Durchbruch als auch in die Öffnung 46 eingreift. Unmittelbar über dem Paßstift 48 ist in den Durchbruch 44 ein Messingbolsen 5o ebenfalls in einer Festsitzpassung eingesetzt, der als Dichtung zwischen dem hochkomprimierten Gas in der Kompressionskammer 12 und dem Innenraum des rohrförmigen Elementes dient.

Die Öffnung 45 ist so gestaltet, daß ein Schraubwerkzeug in diese und die Öffnung 44 eingreifen kann, mit dem die Endkappe 28 bei dem Zusammenbau des Kolbens 2o drehbar ist. Das rohr- " förmige Element 32 ist an seinem Innenumfang im Bereich der mit den Endkappen 26 und 28 zusammenwirkenden Enden mit den Führungsdurchmessern 52 und 5^ ausgebildet, so daß die Außendurchmesser des rohrförmigen Elementes 32 und der Endkappen 26 und 18 beim Eingriff ineinander sehr genau zueinander ausgerichtet werden. Die aneinanderstoßenden Schultern zwischen den

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Endkappen und dem rohrförmigen Element sind zudem konisch gestaltet, so daß sich beim Spannen des rohrförmigen Elementes durch die Endkappen 28 und 26 eine Selbstzentrierung ergibt·

Die Außendurchmesser der rückwärtigen Endkappe 26 des rohrförmigen Elementes 32 und der vorderen Endkappe 28 sind so gewählt, daß sie bei der Vex-spannung des rohrförmigen Elementes 32 durch die Endkappen 26 und 28 mit Abweichungen von nur einigen Zehntausendstel voneinander im wesentlichen gleich sind, wobei die Teile so bündig wie möglich aneinander anschließen. Die vordere Endkappe 28 ist mit einer geringfügigen nach vorn und radial nach innen gerichteten Neigung versehen, so daß der Kolben 2o bei der Einführung in die Kompressionskammer 12 die Dichtungen 18 aufweitet, damit sie ohne Beschädigung über die vordere Endkappe 28 hinweggleiten können.

Wenn der Kolben 2o in die Kompressionslcaramer 12 eingefügt ist, gleiten die Dichtungen 18 bei der hin- und hergehenden Kolbenbewegung zwischen der ersten und zxfeiten Kolbenstellung auf dem Außendurchmesser des rohrförmigen Elementes 32. Die Dichtungen 18 brauchen dann während des Betriebs nicht mehr über die an das röhrförmige Element anschließenden Flächen der Endkappen 26 und 28 gleiten. Die einzige Möglichkeit, bei der die Dichtungen 18 über die Stoßstellen der Endkappenoberflächen mit der Oberfläche des rohrförmigen Elementes gleiten müssen, ergibt sich beim Zusammenbau und Auseinanderbau des Kolbens 2o und des verstärkten Zylinders Io.

Die Herstellung des Kolbens 2o umfaßt die Bildung des rohrförmigen Elementes 32 aus einem hochverschleißfesten Material wie gesintertem Karbidhartmetall. Das Endkappenglied 26 ist demgegenüber aus einem Stahl, vorzugsweise einem 4.3^o Stahl (US-Stahlsortenbezeichnung) hergestellt und besitzt ein rückwärtiges Ende 22, das zur triebschlüssigen Verbindung mit einer Kraftantriebsquelle ausgebildet ist, während auf der dem Ende 22 gegenüberliegenden Seite das Mittel 3o zur Verbindung der Kappen durch einen von der Kappe 26 nach vorn abstehenden

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Fortsatz mit verringertem Durchmesser gebildet ist. Am vorderen Ende dieses Fortsatzes ist ein Schraubengewinde ausgebildet, das eine Schraubverbindung mit dem Endkappenglied 28 ermöglicht .

Das Endkappenglied28 ist ebenfalls aus Stahl, vorzugsweise einem 43^o Stahl hergestellt. Das gesinterte Karbidhartmetall besitzt vorteilhafterweise einen kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten als der bevorzugte 43^to Stahl, so daß der Kolben 2o wie folgt zusammengebaut werden kann. Das rohrförmige Element 32 wird nach unten über den Fortsatz der Endkappe 26 geschoben, bis er in Anlage an das Endkappenelement 26 gelangt, woraufhin dann das Endkappenglied 28 in das rohrförmige Element32 eingesetzt und auf den Fortsatz der Endkappe 26 soweit aufgeschraubt wird, bis es sich dem anderen Ende des rohrförmigen Elementes 32 anlegt. Die Endkappe 28 wird fingerfest angezogen, so daß das rohrförmige Element zu diesem Zeitpunkt zwischen den Endkappen noch nicht unter Spannung gehalten ist.

Die gesamte, aus den Endkappen 26 und 28 und dem rohrförmigen Glied 32 bestehende Baueinheit wird dann in einen Ofen eingesetzt und, während es auf einem Gestell in dem Ofen ruht, auf etwa 2oo°C (4oo°Fahrenheit) erhitzt. Infolge der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem gesinterten Karbidhartmetall und dem kjko Stahl dehnt sich der Fortsatz der Endkappe 26 in Längsrichtung weiter aus als das rohrförmige Element 32 aus gesintertem Karbidhartmetall.

Sobald die Baueinheit die erhöhte Temperatur von etwa 2oo C ((too° Fahrenheit) erreicht hat, wird ein Schraubwerkzeug in den an der Vorderfläche der Endkappe 28 ausgebildeten Öffnungen angesetzt und die Endkappe 28 dann weiter auf den Fortsatz der Endkappe 26 aufgeschraubt, bis das rohrförmige Element 32 mit einer bestimmten Druckkraft belastet wird. Die Baueinheit wird dann wieder auf Raumtemperatur abgekühlt, wobei der

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Fortsatz der Kappe 26 tun ein größeres Längenmaß schrumpft als das rohrformige Element 32, so daß auf diese Weise eine bestimmte Druckkraft auf das rohrförmige Element 32 ausgeübt wird.

An diesem Punkt wird durch den Durchbruch kk ein Bohrer geführt und ein mit dem Durchbruch kk fluchtendes Loch k€ gebohrt. Der Bohrer wird dann zurückgezogen und der Paßstift k6 soweit in den Durchbruch kk eingeführt, daß er in den vorderen Bereich des Verbindungsmittels 3o eingreift. Im Anschluß daran wird in den Durchbruch kk noch ein Messingbolzen JJo eingefügt, der, eine Abdichtung des Durchbruchs kk bildet, in der Fig. 3 ist ein der Schnittlinie XII-III in Fig. 2 entsprechender Querschnitt dargestellt. Dieser Querschnitt läßt die Öffnung zwischen der rückwärtigen Endkappe und dem rohrförmigen Element 32 erkennen. Wie bereits erwähnt wurde, dient diese Öffnung der Druckentlastung des Innenraums des rohrförmigen Elementes 32, falls dort ein Druck entstehen sollte.

Die Fig. k zeigt eine vergrößerte Darstellung der verformbaren Metalldichtung 38, die zwischen dem rohrförmigen Element 32 und der vorderen Endkappe 28 angeordnet ist. Die verformbare Metalldichtung $8 ist als Hohlring ausgebildet, der auf seiner Außenseite eine Öffnung besitzt, so daß durch die Anlageflächen austretendes Druckgas in den verformbaren Hohlring gelangt und diesen unter Verbesserung der Dichtung weiter aufweitet.

Wie bereits erwähnt, ist die dargestellte Ausführungsform nur dne beispielsweise Verwirklichung der Erfindung, in deren Rahmen noch vielerlei Änderungen möglich sind.

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Claims

A η β P r ü c h &

1. Insbesondei-G für Hochdruck-Kolbenverdichter bestimmter starrer und im wesentlichen unvorf ox-nibarer Kolben mit Kx-eisquerschnitt und einer den Durchmesser um ein Vielfaches übersteigenden Länge, dadurch g■ e Ic e η η ·ζ e i c h -net, daß ein mittlerer· Rohrabschnitt aus gesintertein Karbidhartmetall, dessen Langen-Durchmessei-vorhältnis wenigstens 6;1 beträgt, an den Enden mit Endkappen aus. Stahl besetzt ist, wobei ein sich axial durch den -Rohrabschnitt erstreckendes Verbindungsglied die Endkappon verbindet und unter Aufbringung einer vorbestimmten Druckvorspannung auf den Rohrabschnitt zusammenhält.'

2. Kolben nach Anspruch l_t dadurch gekennzeichnet, daß die Endkappe am vorderen Kolbenende und das benachbarte Ende des Rohrabschnittes zwischen sich einen ringförmigen Hohlraum bilden, in. dem eine Metalldichtung zum Abdichten des Rohrabschnittes gegenüber der zugeordneten Endkappe angeordnet ist.

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3- Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Innenrautn des Rohrabschnittes über die am rückwärtigen Kolben angeordnete Endkappe zur umgebenden Atmosphäre hin entlüftet ist.

4. Kolben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3_S dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsglied mit einer der Endkappen einstückig ausgebildet und mit der anderen Endkappe verschraubbar ist.

5. Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennz e i chne t daß das Verbindungsglied gegenüber der aufscliraubbaren Endkappe mit einem Bolzen festgesetzt ist.

6. Kolben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5_} dadurch gekennzeichnet , daß die gegenüberliegenden Enden des Rohrabschnittes nach innen hin konisch ausgebildet und die Endkappen in den Anlagebereichen an den Rohrabschnittsenden mit einer komplementären Form ausgestattet sind.

7· Kolben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Endkappen einen zu ihrer Ausrichtung ens eingepaßt in den Rohrabschnitt eingreifenden Bereich besitzt.

8. Kolben nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7t dadurch gekennzeichnet , daß das gesinterte Karbidhartmetall gesintertes Wolframkarbid enthält.

9. Verfahren zur Herstellung eines Kolbens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß auf den mittleren Rohrabschnitt aus gesintertem Hartmetall die Endkappen angesetzt und fingerfest miteinander verschraubt werden, die Kolbeneinheit dann in. einen Ofen eingesetzt und auf vorzugsweise etwa 2oo Grad Celsius (4oo Grad F)

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erwärmt wird, anschließend nach Erreichen der vorgesehenen Erwärmungstemperatur mit einem Drehwerkzeug die Endkappen fest miteinander verschraubt werden und schließlich die Einheit wieder auf Raumtemperatur abgekühlt wird.

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