DE6914707U

DE6914707U - Spaltabdichtung an kreiszylindrischen ungeschmierten flaechen, insbesondere fuer trockenlaufende kolben bzw. kolbenstangen eines kolbenverdichters.

Info

Publication number: DE6914707U
Application number: DE6914707U
Authority: DE
Original assignee: Karl Huth & Soehne; Demag AG
Current assignee: Karl Huth & Soehne; Mannesmann Demag AG
Priority date: 1969-04-12
Filing date: 1969-04-12
Publication date: 1972-11-02

Description

DEMAG Aktiengesellschaft 20. Juni 1972

4100 Duisburg Gm 4/72 do-ko

Wolfgang-Reuter-Platz

Karl Huth & Söhne,
7120 Bietigheim
Etzelstraße 10

Spaltabdichtung an kreiszylindrischen ungeschmierten Flächen, insbesondere für trockenlaufende Kolben bzw. Kolbenstangen eines Kolbenverdichters

£. Die Neuerung bezieht sich auf eine Spaltabdichtung an kreis-

zylindrischen ungeschmierten Flächen, insbesondere für trockenlaufende Kolben bzw. Kolbenstangen eines Kolbenverdichters mit

* einer Folge Abstand haltender, in Trägerringen eingesetzter

; Dichtungsringe aus selbstschmierendem Werkstoff, insbesondere

·■ PTFE-Basis.

j Es ist eine Einrichtung zur Spaltabdichtung an kreiszylin

drischen, ungeschmierten Flächen, insbesondere für trocken-

] laufende Kolben und Kolbenstangen, bekannt mit einer Folge

von aus einem Dichtungsring aus selbstschmierendem, der

: Extrusion unterliegendem Werkstoff, wie z.B. Graphit, Kunst

stoff, und mindestens einem Stützring bestehenden, in je

,1 einem Abstand haltenden und dabei eine Ringnut bildenden

! Trägerring eingesetzten Dichtelementen.

\ Die Spaltabdichtung wird erreicht durch gegenseitige plan

parallele Kontaktflächen aller Ringe sowie mit in ebener Stoßfuge gespaltenen einteiligen Dichtungsringen, denen je ein flacher Stützring mit zur kreiszylindrischen Gegenlauffläche weisender Konusfläche, deren scharfe Kante dem Dichtungsring benachbart ist, zugeordnet ist, wobei die Ausführung in sich geschlossen ist und solche Durchmessermaße vorgesehen sind, die ein minimales Laufspiel an der Gegenlauffläche und ein das Laufspiel des Trägerringes geringfügig übersteigendes Spiel innerhalb der Nut gewährleisten.

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Bei dieser Spaltabdichtung mit stoßfugegespaltenem Dichtungsring ist es erforderlich, die radiale Spannkraft entweder durch Selbstspannung des Dichtringes oder durch eine zusätzliche Spannfederkraft bzw. zusätzlich durch den Gasdruck zu erzeugen.

Durch die dauernd erforderliche, verhältnismäßig hohe Radialspannung des stoßfugegespaltenen gespannten Dichtringes kann erst die gewünschte Spaltabdichtung des gleitenden Kolben-Bauteiles erzielt werden.

Entsprechend der vorhandenen Gleitgeschwindigkeit bzw. der erzielten Radialspannung (spezifische Flächenpressung) entsteht eine verhältnismäßig starke Abnutzung an der Dichtgleitfläche des gespaltenen Dichtungsringes.

Wegen der vorhandenen Stoßfuge mit erhöhter zu erzeugender Radialspannung ist mindestens ein Stützring dem Dichtungsring zuzuordnen. Neben dem so erhöhten Elementenaufwand sind die Einbautoleranzen innerhalb einer Ringnut des Trägerringes ungünstiger, und der erforderliche Wärmeübergang zwischen Kolben bzw. Kolbenstange und Gegengleitflache wird dadurch nachteilig beeinflußt.

Ferner ist bei der bekannten Spaltabdichtung wegen der Stoßfugenausbildung mit Langsspaltverlusten zu rechnen.

Ziel der Neuerung ist es, eine Spaltabdichtung vorzusehen, bei der die Radialspannung nur entsprechend der Eigenführungsaufgabe des Dichtungsringes bemessen wird, um den Verschleiß des Dichtungsringes auf ein Minimum herabzusetzen unter gleichzeitiger Beibehaltung einer der bekannten Dichtung vergleichbar guten Spaltabdichtung.

Dieses Ziel wird neuerungsgemäß dadurch erreicht, daß in der Ringnut der in axialer Folge angeordneten, als Kammerringe ausgebildeten Trägerringe ein an sich bekannter, in

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sich geschlossener, zusätzlich durch eine Einlage verstärkter PTFE-Kolbenring radial bewegbar angeordnet ist, der einen Abdichtdurchmesser aufweist, der durch betriebsbedingte Erwärmung mit Minimalspiel die Gegenlauffläche berührt und daß zusätzlich mindestens ein Führungsring dem Kolben bzw. der Kolbenstange zugeordnet ist.

Durch diese Lösung wird dem Aufoau der Spaltabdichtung nach je Ringnut nur ein Element vorgesehen, das den Spalt abdichtet, das die Gegenlauffläche nur noch zur Eigenführung berührt und dadurch die erzeugten Radialkräfte und die damit verbundene Abnutzung verhältnismäßig gering sind.

Ferner treten bei der gewählten neuen Anordnung keine Längsspaltverluste auf, weil der vorgesehene PTFE-Kolbenring ungeteilt, also endlos ist.

Des weiteren ist der Dichteffekt mit dem des bekannten Dichtungsrings vergleichbar, ohne daß er dessen Nachteile aufweist, und die wie bei der bekannten Anordnung vergleichbar vorhandene Wärmemenge ist erheblich günstiger abzuleiten, weil der Wärmeübergang von Kolben oder Kolbenstange nur über die axialen Anlageflächen des einen je Ringnut vorhandenen PTFE-Kolbenrings auf die Gegenlauffläche stattfindet im Gegensatz zur bekannten Anordnung, bei der der Wärmetransport zusätzlich über den bzw. die Stützringe erfolgen muß.

Nach einem weiteren Merkmal der Neuerung kann der PTFE-Kolbenring durch eine insbesondere eingesinterte Einlage, insbesondere Stahlring mit Profilform, verstärkt sein. Bevorzugt erhält die Einlage umfangsverteilt angeordnete Kerben, die eine günstige Verankerung innerhalb des PTFE-Ringes gewährleisten.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Neuerung dargestellt und erläutert.

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Es zeigt

Fig. 1 einen Teillängsschnitt durch einen Kolben eines Kolbenverdichters mit einlageverstärkten PTFE-Kolbenringen und Führungsring,

Fig. 2 eine Ausführung eines PTFE-Kolbenringes mit Profileinlage im Teilquerschnitt,

Fig. 3 eine zur Verstärkung eines PTFE-Kolbenringes dienende metallene Profileinlage im Teilquerschnitt (vergrößerter Maßstab),

Fig. 4 die Draufsicht auf die Profileinlage nach Fig. 3.

Nach Fig. 1 ist der Kolben eines Kolbenverdichters mit 1 bezeichnet, er besteht aus einem Teil la mit Kammerringnut 7 und axial fest, jedoch lösbar angeschlossenen sogenannten Kammerringen 5, 6 usw. mit ebenfalls gleichen Kammerringnuten 7. Die Gegenlauffläche des Zylinders 2 ist mit 2a bezeichnet. Im Kolbenteil la ist ein sogenannter Führungsring 3 für den Kolben 1 angeordnet.

In jede Kammerringnut 7 ist ein endloser einlageverstärkter PTFE-Kolbenring 4 mit Radialspiel 8 eingesetzt. Dieser Kolbenring ist während des Betriebes radialbewegbar.

Jeder Kolbenring 4 ist so bemessen, daß er durch die betriebsbedingte Erwärmung in seinem Bereich mit seinem Abdichtdurchmesser mit Minimalspiel die Gegenlauffläche 2a berührt; d. h. er berührt nur so eben die Gegenlauffläche und überträgt keine Kraft aus der Kolbenführung bzw. Radialspannkraft auf die Gegenlauffläche.

Jeder Kolbenring 4 berührt somit die Gegenlauffläche nur mehr noch zum Zwecke der Eigenführung. Die dabei auftretende Kraft und daraus resultierende Abnutzung ist verhältnismäßig gering und die sogenannte Standzeit, d. i. die Anzahl der möglichen Betriebsstunden, ist somit erheblich günstiger als bei der bekannten vergleichbaren Spaltabdichtung.

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Aufgrund des vorhandenen und für jeden PTFE-Kolbenring in der axialen Folge wählbaren Minimalspaltes zwischen Kolbenring 4 und Gegenlauffläche 2a ist der Spaltdichteffekt -vergleichbar mit dem erheblich aufwendigeren und itiit Nachteilen behafteten bekannten Dichtelement. Der Selbstschmiereffekt während der Gleitbewegung wird wie im bekannten Anwendungsfall ohne Nachteil beibehalten.

Fig. 2 zeigt eine Ausführung eines endlosen PTFE-Kolbenringes 4, der eine eingesinterte Stahlringeinlage 9 mit T-Querschnitt aufweis⁴-Durch diese Einl?ge im allseits geschlossenen Ringquerschnitt wird der Kolbenring verstärkt. Die Wärmedehnung des PTFE-Ringes -^Tird durch die Stahleinlage verhältnismäßig stark gehemmt. Die Einlage dient dem Zweck, die Radialspannung des Ringes 4 nur so groß werden zu lassen, wie es für eine gute Spaltabdichtung bei PTFE-Ringeigenführung gewünscht wird.

Fig. 3 und 4 zeigen eine bevorzugte Ausführung einer metallenen Einlage für den PTFE-Ring.

Die Metalleinlage 9 kann je nach Durchmesser und Profilwahl des Dichtelementes auch einen anderen Querschnitt, z. B. Doppel-T-Querschnitt, Ü-Querschnitt, Rund-Querschnitt o. ä. aufweisen. In jedem Fall erhält die Metalleinlage bevorzugt an den Rändern mehrere umfangsverteilt angeordnete Einkerbungen zur günstigen Verankerung der Einlage innerhalb des Dichtelements .

Die Einbettung der Metalleinlage 9 wird so vorgenommen, daß ein Teil des erforderlichen Kunststoffgranulats in die Preßform eingefüllt und mit Hilfe eines Preßstempels, der an seiner Stirnfläche das Halb-Profil der Metalleinlage aufweist, vorverdichtet wird.

In diese vorverdichtete Preßmasse mit eingeformter Profilnut wird der Metallring eingelegt und das restliche Kunststoffgranulat in die Preßform eingefüllt. Mit Hilfe eines weiteren

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Preßstempels, der eine ebene Stirnfläche aufweist, erfolgt das Fertigpressen des Dichtelements.

Die Sinterung kann frei oder im Werkzeug vorgenommen werden,

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Claims

DEMAG Aktiengesellschaft 20. Juni 1972 Duisburg Gm 4/72 do-ko Wolfgang-Reuter-Platz Karl Huth & Söhne Bietigheim Etzelstraße 10 Schutzansprüche

1. Spaltabdichtung an kreiszylindrischen, ungeschmierten Flächen, insbesondere für trockenlaufende Kolben bzw. Kolbenstangen eines Kolbenverdichters, mit einer Folge abstandhaltender, in Trägerringen eingesetzter Dichtungsringe aus selbstschmierendem Werkstoff, insbesondere auf der PTFE-Basis,

dadurch gekennzeichnet,

daß in der Ringnut (7) der in axialer Folge angeordneten, als Kammerringe (5,6...) ausgebildeten Trägerringe und des Kolben- bzw. -Stangenteils (la) ein an sich bekannter, in sich geschlossener und zusätzlich einlageverstärkter PTFE-Kolbenring (4) radialbewegbar angeordnet ist, der einen Abdichtdurchmesser aufweist, der durch betriebsbedingte Erwärmung mit Minimalspiel die Gegenlauffläche (2a) berührt und daß zusätzlich mindestens ein an sich bekannter Führungsring (3) im Kolben- bzw. -stangenteil (la) angeordnet ist.

2. Spaltabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der PTFE-Kolbenring (4) durch eine eingesinterte Einlage, insbesondere Profil-Stahlring (9), verstärkt ist,

3. Spaltabdichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die eingesinterte Metalleinlage (9) an ihren Rändern mehrere uirifangsverteilt angeordnete Einkerbungen (10) zum Zwecke der Verankerung im Dichtelementwerkstoff aufweist.

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