DE638505C

DE638505C - Seal for piston

Info

Publication number: DE638505C
Application number: DEG88027D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-11-18
Filing date: 1934-05-08
Publication date: 1936-11-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtung für Kolben, bei welcher der Raum zwischen Zylinderwand und Kolben vor einem Kolbenring mit dem entsprechenden S Raum hinter dem Kolbenring mittels Durchlaßöffnungen verbunden ist.The invention relates to a seal for pistons, in which the space between cylinder wall and piston in front of a piston ring with the corresponding S space behind the piston ring by means of passage openings connected is.

In bekannten Kolbendichtungen wird die aufliegende Stirnfläche des Kolbenringes durch den hinter dem Ring herrschenden geringen Druck entlastet, indem diese Stirnfläche durch Nuten oder entsprechende Bohrungen im Kolbenkörper mit der Seite geringeren Druckes in Verbindung steht. Die Stirnfläche ist zu diesem Zweck mit einer Kreisnut versehen, welche in einer anderen bekannten zweiteiligen Ringausbildung, bei der ein Ringteil einen winkligen Querschnitt besitzt, durch den radialen Abstand der beiden Teile gebildet wird. Infolge des geringen zur Entlastung ausgenutzten Druckes und der kleinen Angriffsfläche ist die Entlastung ungenügend, so daß der Kolbenring während der Aufundabbewegungen des Kolbens sich schwer in seiner Nut verschiebt, und Dichtigkeitsverluste und größere Reibung des Ringes an den Zylinderwänden sind dann die schädlichen Folgen.In known piston seals, the face of the piston ring that rests on it relieved by the low pressure prevailing behind the ring by this end face by means of grooves or corresponding bores in the piston body with the side lower Pressure communicates. The face is for this purpose with a Provided circular groove, which in another known two-part ring training the one ring part has an angled cross-section, due to the radial distance between the two Parts is formed. As a result of the low pressure used for relief and the small contact surface, the relief is insufficient, so that the piston ring during the up and down movements of the piston is difficult to move in its groove, and leakage and greater friction between the ring and the cylinder walls are then the detrimental consequences.

In einer anderen bekannten Ausführung sind die beiden Räume vor und hinter dem Kolbenring durch Bohrungen in dem Kolbenkörper verbunden, welche sich schräg an der Seite niederen Druckes hinter den Ring erstrecken, wo bekanntlich infolge der abstehenden gegenüberliegenden Stirnfläche ein höherer Druck herrscht. Die Schräglage der Bohrungen ergibt jedoch leicht eine Verstopfung der Durchlaßöffnungen. Außerdem wird trotz des höheren Druckes infolge der schmalen über den Kolbenrand ragenden Fläche des Ringes, selbst wenn die obigen Kreisnuten mit den nötigen Verbindungskanälen in der Stirnfläche vorgesehen sind, eine ungenügende Entlastung erhalten.In another known embodiment, the two rooms are in front of and behind the Piston ring connected by bores in the piston body, which are inclined at the Side of low pressure extend behind the ring, where known as a result of the protruding there is a higher pressure on the opposite end face. The inclination of the holes however, it tends to clog the passage openings. Besides, despite the higher pressure due to the narrow surface of the Ring, even if the above circular grooves with the necessary connecting channels in the End face are provided, receive insufficient relief.

Gemäß der Erfindung sind die Durchlaßöffnungen in der dem Druckraum abgewandten Stirnfläche des Kolbenringes vorgesehen, indem diese radial von dem äußeren zum inneren Rand des Ringes verlaufende Aussparungen aufweist. Bei einer Abdichtung mit in Anzahl und Größe sich von Ring zu Ring abstufenden Durchlaßkanälen und bei Verwendung von Ringen mit einer in der dem Druckraum abgewandten Stirnseite des Ringes vorgesehenen kreisförmigen Nut sind die sich abstufenden Kanäle in dem durch die Nut an der Vorderfläche gebildeten dünnen Dichtungsflansch angeordnet, während die zu dem Zwischenraum an der Rückfläche füh-According to the invention, the passage openings are in the remote from the pressure chamber End face of the piston ring provided by moving this radially from the outer to the inner Has the edge of the ring extending recesses. When sealing with in number and size from ring to ring grading passage channels and when used of rings with a circular groove provided in the end face of the ring facing away from the pressure chamber are the graded channels in the thin one formed by the groove on the front surface Sealing flange arranged, while the lead to the space on the rear surface

renden Kanäle durch am inneren Umfang in weitem Abstand voneinander befindliche Segmentstücke gebildet sind.Renden channels through widely spaced on the inner circumference Segment pieces are formed.

Der Vorteil einer solchen Anordnung Durchlaßöffnungen zeigt sich in einer größeren Entlastung der aufliegenden Strrn¹ fläche. Besonders ist dies der Fall, wenn die Durchlaßöffnungen in dem schmalen Dichtungsflansch vorgesehen sind und die Stirnfläche im übrigen durch, kleine verteilte Auflagestücke gebildet wird.The advantage of such an arrangement of passage openings is shown in a greater relief of the supporting Strrn ¹ surface. This is particularly the case when the passage openings are provided in the narrow sealing flange and the end face is otherwise formed by small, distributed support pieces.

In den Zeichnungen ist Fig. I ein Längsschnitt durch einen Teil der Zylinderwand und des Kolbens mit einem Satz Ringe, Fig. 2 eine Ansicht des Ringes der Fig. i" in Richtung der Pfeile 2, Fig. 3 und 4 je' eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, aber in Richtung der Pfeile 3 und 4 der Fig. 1, Fig. 5 eine Seitenansicht des Ringes der Fig. 2 und Fig. 6 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, in der nur ein Teil des Aufbaues und eine verschiedene Ausführung gezeigt wird.In the drawings, Fig. I is a longitudinal section through part of the cylinder wall and the piston with a set of rings, FIG. 2 is a view of the ring of FIG the arrows 2, Fig. 3 and 4 each 'a view similar to FIG. 2, but in the direction of Arrows 3 and 4 of Fig. 1, Fig. 5 is a side view of the ring of FIG. 2 and FIG. 6 is a view similar to FIG. 1, in which only one Part of the structure and a different version is shown.

In Fig. ι wird der in dem Zylinder sich auf und ab bewegende Kolben mit 10 und die Zylinderwand mit 11 bezeichnet. Der Kolben 10 besitzt eine Anzahl in ihrer Längsrichtung im Abstand sich befindender Ringe 12, 13, 14 und 15, die in den entsprechenden Kolbenringnuten 16, 17, 18 und 19 gelagert sind.In Fig. Ι the piston moving up and down in the cylinder with 10 and the Cylinder wall designated by 11. The piston 10 has a number in its longitudinal direction spaced rings 12, 13, 14 and 15, which are in the corresponding Piston ring grooves 16, 17, 18 and 19 supported are.

Jeder der· Ringe 12 bis 15 besitzt dieselbe Ausführungsform, abgesehen von gewissen Merkmalen, wobei gleiche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen für die entsprechenden Ringe versehen sind. Die Fig. 1, 2 und 5 zeigen den Ring 12, dessen Beschreibung auch für die übrigen Ringe zutrifft. Die Flächen der Ringe werden als Lauffläche 20, Rückfläche 21, obere oder dem Druck zugekehrte Seite 22 und untere, dem Druck abgewandte Seite 23 bezeichnet. Die Flächen 22 und 23 sind die Seitenflächen des Ringes.Each of the rings 12-15 has the same Embodiment, apart from certain features, wherein the same features with the same reference numerals for the corresponding Rings are provided. FIGS. 1, 2 and 5 show the ring 12, as well as its description applies to the remaining rings. The surfaces of the rings are called running surface 20, back surface 21, top or side 22 facing the print and bottom side facing away from the print Page 23. The surfaces 22 and 23 are the side surfaces of the ring.

In der Ausführung werden vorzugsweise geschlitzte Ringe mit einem Schlitz 24 (Fig. 2 und S) gezeigt. Die Lauffläche 20 besitzt an ihrem Umfang eine Nut 25, die kurz vor dem Schlitz 24 endet und eine Anzahl quer zur Nut verlaufender Kanäle 26, die die obere Seitenfläche 22 durchbrechen und eine Verbindung der Umfangsnut 25 mit dem vorherrschenden Druck herstellen.In the embodiment, preferably slotted rings with a slot 24 (Fig. 2 and S). The running surface 20 has a groove 25 on its circumference, which is just before the slot 24 ends and a number of transverse channels 26 extending transversely to the groove, the upper Break through side surface 22 and a connection of the circumferential groove 25 with the prevailing Create pressure.

Auf der oberen Seitenfläche sind radial verlaufende, auf dem Umfang verteilte Nuten 27 zwischen den Kanälen 26 vorgesehen und brechen durch die Lauffläche 20 und Rückfläche 21. Die Rückflache 21 befindet sich im Abstand von der inneren Wand i6° ■ der Kolbenringnut, wodurch ein Ringkanal 28 entsteht. Der Druck dringt, wie durch den Pfeil χ in Fig. 1 gezeigt, durch die radial angeordneten Nuten 27 in die Kammer 28 und gelangt von hier durch eine Anzahl auf dem Umfang verteilter radialer Kanäle 29 (Fig. 2) in die Kreisnut 30 an der unteren, dem Druck abgekehrten Seitenfläche des Ringes. Die Kreisnut befindet sich einwärts ? \ on der Lauffläche 20 und endet nahe dem ' bchlitz 24.On the upper side surface, radially running, circumferentially distributed grooves 27 are provided between the channels 26 and break through the running surface 20 and rear surface 21. The rear surface 21 is at a distance from the inner wall of the piston ring groove, creating an annular channel 28 arises. The pressure penetrates, as shown by the arrow χ in FIG. 1, through the radially arranged grooves 27 into the chamber 28 and from here passes through a number of radial channels 29 distributed around the circumference (FIG. 2) into the circular groove 30 on the lower side of the ring facing away from the pressure. The circular groove is inwards? \ on the tread 20 and ends near the slot 24.

Die Ausführung des Ringes ist bei allen Ringen 12 bis 15 dieselbe, mit dem einzigen Unterschied, daß der Ring 12 drei Durchlaßkanäle oder Öffnungen 31 besitzt, die auf dem Umfang verteilt sind und die Kreisnut 30 mit der Lauffläche 20 des Ringes verbinden. In anderen Worten, es wird eine Verbindung mit dem zwischen Kolben 10 und Zylinder Ii sich befindenden Raum 32 zwischen den Ringen 12 und 13 hergestellt. Der Ring 13 besitzt nur zwei Durchlaßkanäle 3 ΐ^α für einen ähnlichen Zweck, wobei die letzteren Kanäle in den zwischen den Ringen 13 und 14 befindlichen Raum 32" münden. Der RingThe design of the ring is the same for all rings 12 to 15, with the only difference that the ring 12 has three passage channels or openings 31 which are distributed around the circumference and connect the circular groove 30 to the running surface 20 of the ring. In other words, a connection is established with the space 32 between the rings 12 and 13 located between the piston 10 and the cylinder II. The ring 13 has only two passage ^{channels 3 ΐ α} for a similar purpose, the latter channels opening into the space 32 "located between the rings 13 and 14. The ring

14 hat nur einen Durchlaßkanal 31^s, der in den Raum 32* zwischen den Ringen 14 und14 has only one passage 31 ^s , which in the space 32 * between the rings 14 and

15 mündet und der Ring 15 besitzt keinerlei Durchlaßkanäle 31, 31¹¹, 3i^ß, wodurch die Ringfläche 33 der Fig. 1, die sich außerhalb der Ringnut 30 befindet, eine vollkommene Abdichtung bildet.15 opens and the ring 15 has no passage channels 31, 31, ¹¹ , 3i ^ß , whereby the annular surface 33 of FIG. 1, which is located outside the annular groove 30, forms a perfect seal.

Anstatt den Satz Kolbenringe, wie oben go beschrieben, auszuführen, können alle Ringe, die auf dem Kolben angebracht sind, dieselbe Ausführungsform besitzen, d. h. ähnlich dem Ring 15 sein. Die Durchlaßkanäle 31, 31°, 31* werden anstatt im Ring· in einer Wand der Kolbenringnut, wie in Fig. 6 gezeigt, vorgesehen. In dieser Figur stellt 10 einen Teil des Kolbens, 11 den Zylinder, 15 einen Ring dar, der derselbe wie in Fig. 1 ist. Es ist ersichtlich, daß alle Ringe in gleicher Weise ausgeführt sind, wobei die Kolbenringnuten 16, 17 und 18 an einer Seitenwand ΐο^αDurchlaßkanäle 34 in einer Anordnung und von einem Querschnitt besitzen, wie es den Durchlaßkanälen 31, 31° und 31^s der Ringe 12, 13 und 14 entspricht. -Instead of designing the set of piston rings as described above, all rings that are mounted on the piston can have the same design, ie be similar to the ring 15. The passage channels 31, 31 °, 31 * are provided in a wall of the piston ring groove, as shown in FIG. 6, instead of in the ring. In this figure, 10 represents part of the piston, 11 the cylinder, 15 a ring which is the same as in FIG. It can be seen that all rings are designed in the same way, the piston ring grooves 16, 17 and 18 on a side wall ΐο ^{α have} passage channels 34 in an arrangement and of a cross-section as the passage channels 31, 31 ° and 31 ^{s of} the rings 12, 13 and 14 corresponds. -

Der Zweck der Durchlaßkanäle 31, 3ΐ^α und 31* wie auch der Durchlaß Öffnungen 34 ist, durch Entkommenlassen von Druck den Ringsatz gleichmäßig zu entlasten und den Druck zu verteilen, um damit eine Abdichtung zu erhalten und übermäßigen Druck auf den dem vollen Druck ausgesetzten ersten Ring zu vermeiden. Angenommen z. B., der bei dem Pfeil χ der Fig. 1 eintretende und auf die obere Seitenfläche 22 des Ringes 12 wirkende Arbeitsdruck betrage im normalen Betrieb und bei Verwendung gewöhnlicher Kolbenringe ■ 50 Atmosphären. Dieser Druck würde beim Überkommen des Ringes 12 und beim Eintritt in die Zwischenkammer 32 auf ungefähr 22 Atmosphären sinken und in glei-The purpose of the passage channels 31, 3ΐ ^α and 31 * as well as the passage openings 34 is to relieve the ring set evenly by releasing pressure and to distribute the pressure in order to obtain a seal and excessive pressure on the fully pressurized first Avoid ring. Suppose z. B., the entering at the arrow χ of Fig. 1 and acting on the upper side surface 22 of the ring 12 working pressure in normal operation and when using ordinary piston rings ■ 50 atmospheres. This pressure would drop to about 22 atmospheres when it came over the ring 12 and when it entered the intermediate chamber 32 and would be the same.

eher Weise in der Kammer 32^s auf ungefähr 10 bis 12 Atmosphären.rather way in the chamber 32 ^s to about 10 to 12 atmospheres.

Bei der vorliegenden Ausführung wird der Druck dagegen in der Zwischenkammer von 50 auf 36 bis 38 Atmosphären fallen und von hier zur Kammer 32 auf ungefähr 22 Atmosphären. Hieraus kann gesehen werden^ daß es möglich ist, durch Veränderung des Querschnittes der Durchlaßkanäle 31, 31«, 31* oder der gleichwertigen Öffnungen 34 in dem Kolben bei einem Ringsatz den diesbezüglichen Druckabfall zu erhöhen oder zu erniedrigen, was von der Anordnung der Abdichtungsart und auch bis zu einem gewissen Grad von der Zahl der verwendeten Ringe abhängt. Die Anordnung des Ringsatzes kann derart getroffen werden, daß eine vollkommene Abdichtung in dem letzten Ring erhalten wird, abgesehen vom Druck-In the present embodiment, however, the pressure in the intermediate chamber is from 50 drops to 36 to 38 atmospheres and from here to chamber 32 to approximately 22 atmospheres. From this it can be seen that it is possible by changing the cross-section the passage channels 31, 31 «, 31 * or of the equivalent openings 34 in the piston in the case of a ring set, the relevant ones Pressure drop increase or decrease, depending on the arrangement of the type of seal and also depends to some extent on the number of rings used. The arrangement of the ring set can be made so that a perfect seal in the last Ring is obtained, apart from the printing

ao verlust, der infolge des Schlitzes bei Verwendung von Ringen dieser Art entsteht.ao loss that arises as a result of the slot when using rings of this type.

Claims

Patent claims:

i. Sealing for pistons in which the space between the cylinder wall and Pistons in front of a piston ring are connected to the corresponding space behind the piston ring by means of passage openings is, characterized in that the passage openings in the end face facing away from the pressure chamber Piston rings are provided by having these recesses extending radially from the outer to the inner edge of the ring having.

2. Seal for pistons with different numbers and sizes from ring to ring grading passage channels according to claim i, characterized in that when using rings with a circular one provided in the end face of the ring facing away from the pressure chamber Groove the grading channels (31, 31 ", 31 *) in the through the groove (30) are arranged on the front surface formed thin sealing flange, while the channels (29) leading to the intermediate space (28) on the rear surface are formed by segment pieces located at a wide distance from one another on the inner circumference.

1 sheet of drawings