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Kolbenabdichtung Die Erfindung betrifft eine Abdichtung eines durch
ein Flud betätigten Kolbens in bezug auf die Zylinderbohrung und ist insbesondere
zum Abdichten von Arbeitskolben bestimmt, die Bremsvorrichtungen betätigen und von
einem Fluddruck (Gas oder Flüssigkeit) beeinflußt werden, der mittels eines von
Hand oder Fuß oder beiden betätigten Steuers angewendet wird.
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Kolbenabdichtungen mittels einer am Zylinderkörper befestigten und
die Kolbenstirnfläche überdeckenden Membran, die sich teils gegen die Zylinderbohrung
und teils gegen den Kolben abstützt, sind bekannt. Diese Abdichtungen leiden aber
an dem Übelstand, daß ein Teil der Membran ungestützt frei schwebt und daher durch
den Fluddruck übermäßig gedehnt und verformt wird.
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Der Zweck der Erfindung ist, eine solche Beanspruchung zu verhindern,
was dadurch erreicht wird, daß die Membran an keiner Stelle ihrer Fläche ungestützt
ist. Zu diesem Zweck ist der Kolbenkopf an seinem Ende im wesentlichen zylindrisch
abgestuft, und der zwischen Kolbenstirnfläche und Einspannstelle der Membran am
Zylinderkörper befindliche Membranteil legt sich taschenartig in die so gebildete
Aussparung zwischen Kolben und Zylindermantel, sich auf dieser abstützend, ein.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel mit einer Abänderung.
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Fig. i zeigt einen axialen Schnitt durch die Einrichtung bei zwei
Lagen des Arbeitskolbens, welche im wesentlichen den Bedingungen entsprechen, wenn
die Bremsschuhe zurückgezogen oder wirkungslos sind (linke Hälfte der Fig. i) und
wenn die Bremsschuhe angezogen oder in Arbeitslage sich befinden (rechte Hälfte
der Fig. i), wobei der Unterschied zwischen den beiden Lagen angibt, daß die größte
nach auswärts gerichtete radiale Bewegung der Arbeitsglieder, durch welche der Fluddruck
die Bremsschuhe betätigt, selbst dann verhältnismäßig klein ist, wenn das Bremsschuhfutter
vollständig abgenutzt ist.
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Fig. z ist eine Unteransicht, welche den ringförmigen Raum zwischen
den nach aufwärts gerichteten konzentrischen Seitenwandungen der Membran darstellt.
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Fig. 3 zeigt in größerem Maßstabe einen radialen Schnitt, teilweise
schaubildlich, einer Einzelheit, nämlich eines metallenen Verstärkungsringes, der
den Flansch der Membran umschließt, um den am Außenumfang des Membranflansches auftretenden
Umfangskräften zu widerstehen, wenn der Zylindermantel in eine Gewindebohrung eingeschraubt
wird, die in dem getrennten Zylinderkopf vorgesehen ist.
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Fig. q. zeigt eine Abänderung der Einrichtung für einen Kompressorkolben,
dessen Kopf zu einer größeren Tiefe abgestuft ist, wodurch eine entsprechend tiefere
Auswölbung der Membran bedingt ist.
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Mit Bezug auf Fig. i bezeichnet i den getrennten Zylinderkopf, welcher
mit einer Gewindeausnehmung versehen ist, um den Endteil des Zylindermantels a aufzunehmen,
in dessen Bohrung sich der Kolben 3 bewegt. Der Kolbenkopf 3 ist an seinem Ende
erfindungsgemäß
im wesentlichen iclindrisch abgestuft. 4: ist ein
Packungsring; der geeignet ist, eine gewisse Menge des Schmiermittels zurückzuhalten,
welches zur Verlüii.-i derung des Festhaftens während der geringi ji.. Bewegungen
des Kolbens benötigt wird.
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Die biegsame Abdichtung besteht aus eine i'' ausdehnbaren Membran
5, welche in bekannter Weise am Zylinderkörper befestigt ist und die Kolbenstirnfläche
überdeckt, wobei sie sich teils gegen die Zylinderbohrung und teils gegen den Kolben
abstützt. Der zwischen Kolbenstirnfläche und Einspannstelle der Membran am Zylinderkörper
befindliche Membranteil legt sich nun taschenartig bei g in die durch die genannte
Abstufung gebildete Aussparung zwischen Kolben und Zylindermantel 2;ein, indem er
sich auf dieser abstützt. Dem Membranteil wird durch diese dauernde Abstützung die
Fähigkeit genommen, als Mitnehmer zu wirken, und lediglich die Rolle zugewiesen,
eine wirksame Abdichtung herzustellen.
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Die Membran 5 trägt einen nach auswärts senkrecht zu den beiden Wandungen
der Tasche y vorspringenden Ringflansch, der zwischen dem Zylindermantelende 2 und
dem Zylinderboden festgeklemmt ist. Außerdem ist der Ringflansch von einem ein L-förmiges
Querschnittsprofil aufweisenden' metallenen Verstärkungsring 6 umschlossen, der
dazu bestimmt ist, den Klemmdruck aufzunehmen. Gleichzeitig trägt das Zylindermantelende
eine in den Ringflansch der Membran eindringende Ringwulst i i. Diese beiden Maßnahmen
zusammen ermöglichen eine feste Verbindung der Manschette mit dem Zylindermantel.
Unterhalb des Ringes ist ein Stützring 7 eingeschaltet. Die Räume S und 9 werden
durch das Druckflur gefüllt, welches durch den Kanal io zufließt, wenn ein nicht
dargestellter Verdichter das Arbeitsflur vortreibt. Dieser Verdichter kann zweckmäßig
mit einer ebensolchen Abdichtung zwischen Kolben und Zylinder versehen sein.
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Der Verstärkungsring 6 kann zweckmäßig an der Innenfläche mit Zahnungen
versehen sein, mittels deren derselbe in einen Flansch des verformbaren Abdichtungsstoffes
eingreift und damit zweckmäßig mittels eines Verkittun;gsstoffes vereinigt ist.
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Nachdem der Mantel 2 mit seinem Gewindeende in die Gewindeausnehmung
des Kopfes i vollständig eingeschraubt worden ist; tritt die axial vorspringende
Ringwulst i i in das nachgiebige Material der Membran 5 ein. Wie ersichtlich, ist
die Membran 5 als eine Doppelschale ausgebildet, wobei die innere Schale sich der
Gestalt des abgestuften Kolbenkopfes änpaßt, während die äußere Schale ,-Nischen
die Bohrung des Mantels- anlegt. -Nischen der inneren Fläche der AuMen-"schale und
der äußeren Fläche der Innenschale, welche beiden Flächen im wesentlichen konzentrisch
zueinander verlaufen, entsteht ein ringförmiger Raum, der mit dem Flud ausgefüllt
wird. Der Widerstand der nachgiebigen Wandungen der Membran wird somit einerseits
durch den Boden des abgestuften Kolbenkopfes und die Seitenwandung desselben sowie
durch die dazu koaxiale Wandung des Mantels andererseits geboten; während die Verformung
der Membrane bei den Kolbenbewegungen aus der Lage links in Fig. i zu der Lage rechts
in F ig. i so gering ist, daß sie keinen schädlichen Einfluß auf die Wirksamkeit
der Abdichtung hat, jedenfalls aber das Lecken des Flud und den Druckabfall verhindert.