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Abdichtung des Kolbens von Kraftmaschinen mit umlaufenden, in der
Kolbentrommel verschiebbaren Kolben mittels Keilwirkung Die, bekannten, für die
vorliegende Erfindung in Frage kommenden: selbstspannenden Kolben bestehen aus zwei
aufeinandergelegten Keilen, wenn nur auf Dichten im Führungsschlitz der Kolbentrommel
Wert gelegt wird. Für gleichzeitiges Dichten des Kolbens an seinen beiden Stirnseiten
hat man diese Keile in der Breite -gegeneinander versetzt geteilt und durch entsprechende
Verriegelungen so in Abhängigkeit gebracht, daß mit der Dehnung zwecks Dichtens
im Führungsschlitz auch ein Dehnen zwecks Dichtens an den beiden Stirnseiten herbeigeführt
wird, umgekehrt aber auch, das Dehnen nach den Stirnseiten ein Anpressen im Führungsschlitz
mit sich bringt. Da nun die Kolben das Drehmoment aufnehmen und an der Kolbentrommel
auf die Welle übertragen, ergeben sich beträchtliche Kräfte, die der dichtenden
Wirkung solcher Kolben entgegenwirken, d. h. auf Lösung ihres unter den: Dampf-
und Zentrifugaldrücken zustande kommenden Gefüges hinarbeiten. Die Erfahrung hat
denn auch gelehrt,. daß diese Bauart -nur bei Anwendung äußerst kleiner Keilwinkel
den praktischen Anforderungen genügen würde, wenn damit nicht auch eine Verstärkung
der bremsenden Wirkung im Führungsschlitz einherging, die den erreichbaren Vorteil
durch eine schädliche Folgewirkung ausgleicht, indem die dritte dichtende Wirkung
des Kolbens; d. i. die Radialdichtung am Zylindermantel, darunter leidet. Man braucht
nur die radialen Flächendrücke unter - Berücksichtigung solcher Bremskräfte an zwei.
gegenüberliegenden Punkten des Zylindermantels zu ermitteln, um die schädlichen
Folgen solcher Hemmungen, zu erkennen. Die radialen Dichtungsdrücke können dadurch
auf der Aushubseite den Wert Null erreichen, wofür dann an den Einhubseite doppelte
. Dichtungsdrücke auftreten. -' Die vorliegende Erfindung soll nun die vorstehend
angeführten Mängel dieser selbstspannenden. Kolben beseitigen.. Auf Grund der Erkenntnis,
daß die dichtende @ Wirkung solcher Selbstspanner sonst auf Kosten der Radialdichtung
erfolgt, wird hier der Keilwinket- sehr groß genommen und im übrigen in anderer
Weise für den Bestand des Kolbens gesorgt. Dazu verhilft dann die weitere Erkenntnis,
da& die selbstspannenden Kof= ben auch bei großen Keilwinkeln immerhin. in den
Lagen geringer Ausladung unter den Zentrifugal- und Dampfdrücken im Gefüge standhalten,
die Gefahr des Zusammenrutschens' also- erst- in den Lagen größerer Ausladungen
eintritt. Sichert man daher den Kolben in den Lagen geringer Aus-Ladungen durch
Einrichtungen, die ein späteres Zusammenfallen unmöglich machen, so bleibt der Kolben
auch in den.Lagen größter Ausladungen allen vom Drehmoment herrührenden Kräften
gewachsen.
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Die Zeichnung zeigt in Fig. i im Schnitt einen nur im Führungsschlitz
dichtenden Kolben, während die Fig.2 den auch an den Stirnseiten - dichtend! , wirkenden
Kolben in
Ansicht und, Aufsicht wiedergibt. Zur leichteren Erkennung
ist die Sicherungsvorrichtung hierbei freiliegend dargestellt.
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Wie aus beiden Figuren zu ersehen, ist der Keilwinkel des Kolbens
außerordentlich groß, sein Tangens ist fast gleich "/2, die Hemmung im Führungsschlitz
daher auch kaum von Einfluß. Ohne Hilfsvorrichtungen. würde nun aber sein Keilteil
b in den Lagen größerer Ausladungen. einfach nach innen zu den Drücken, die vom
Drehmoment herrühren, ausweichen und damit Dichtung und Gefüge preisgeben. Ein solches
Ausweicheni verhindert nun hier die Schraubenspindel c (Feg. z), die beide Kolbenteile
miteinander verbindet. Um den Charakter des Kolbens als Selbstspanner zu wahren
bzw. dadurch sein Nachstellen beim Verschleiß nicht zu behindern, ist die Spindel
am Teil b verschiebbar gelagert und von der Feder e in solchem Sinne drehend beeinflußt,
daß mit dem relativen Vorrücken des. Kolbenteiles b gegenüber dein Teil a, was unter
den Dampf- und Zentrifugaldrücken in den Lagen geringer Ausladung und in erhöhtem
Maße während des Verschleißes eintritt, sofort auch ein Nachrücken bzw. Nachdrehen
der Spindel erfolgt. Die Steigung des Spindelgewindes muß dabei wegen der beträchtlichen
Rückdrücke, welche die Spindel allein. aufnehmen soll, noch selbsthemmende sein,
zumal die Spannung der Feder nur schwach bemessen werden kann, um nicht wieder zusätzliche
Pressungen und Hemmungen im Führungsschlitz zu bekommen.
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Die Fig.2 zeigt den nach dem Patent 2034a8 auch seitlich dehnbaren
Kolben finit einer solchen Sicherungsvorrichtung. Wise bekannt, wird dort vermittels
einer die nochrnals unterteilten Kolbenteile in Verbindung bringenden Hilfseinrichtung
r, r bei der Höhendehnung auch die Seitendehnung mitbewirkt. Diese Einrichtung
findet man dann, wie hier abgebildet, so ausgeführt, daß umgekehrt die Seitendehnung
auch zur .Höhendehnung führt. Da dann erklärlicherweise mit dem Verhüten des seitlichen
Zusammenfallens auch das Zusammenfallen im Führungsschlitz ohne Zutun verhindert
wird, ist es namentlich wegen der Zugänglichkeit vorteilhaft, die Vorrichtung achsial
zu gebrau=-chen. Die Spindel c ist hier in der Folge unter . Beobachtung der gleichen
Grundsätze so angeordnet, daß sie . unter dem Einfluß ihrer Feder o einfach auf
achsiale Dehnung des Kolbens - einwirkt, womit sie wegen der zwangläufigen Verbindung
der Kolbenteile unter sich auch alle auftretenden Rückdrücke aufnimmt, anderseits
aber auch die in den Lagen geringer Ausladung allen Teilen und. damit dem ganzen
Kolben erteilte Anpressung, auch beim Verschleiß, wahrt.