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Kolben für Gasverdichter mit selbstschmierenden, verschleißfesten
Tragringen und federnd anliegenden Dichtungsringen aus Kohlegrafitmischungen Bei
Gasverdichtern, deren Fördermittel nicht durch Schmieröl, Fett o. dgl. verunreinigt
werden darf,' werden meist selbstschmierende Kolbenringe aus Kolilegrafitnv.schwngen
vorgesehen. Außerdem werden insbesondere bei liegender Zylinderanordnung besondere
Tragringe ebenfalls aus Kohlegrafitmischung verwendet, die ein Anfressen zwischen
Kolbenkörper und Zylinderlauffläche verhindern sollen.
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Die Tragringe- und die federnden Dichtungsringe wurden hierbei entweder
uiunittelbar in den Kolbenkörper eingebettet, oder es wurden sämtliche Ringe in
einem metallischen Grundring gelagert, der die Breite des Kolbenkörpers hat, und
als Ganzes mit dem Kolhen entweder starr oder federnd verbunden wurde. Bei Abnutzung;
insbesondere der Tragringe, mußte der ganze Kolbenkörper bzw. der ganze Grundring
ausgewechselt werden. Insbesondere bei einseitiger oder schräg gegenüberliegender
Abnutzung der Tragringe und nicht ganz genau koaxialer Anordnung des Kolbens zum
Zylinder ist ein solches kostspieliges Auswechseln nach oft ganz kurzer Betriebszeit
notwendig. Da ferner die federnden Dichtungsringe einteilig und mit ihrer metallischen
federnden Unterlage, meist einem Spreizring, fest verbunden waren, so brach bei
starken Beanspruchungen der Tragringe häufig die spröde Kohlegrafitauflage. Dies.
trat nicht selten schon beim überstreifen der 1 Dichtungsringe über den Kolben in
die vor-. gesehene.. Nuten ein.
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Es ist weiterhin bekannt, Dichtungsringe derart durch E=ntfernen
des Kolbendeckels in axialer Richtung von dem Kolbenkörper abziehbar anzuordnen,
daß die einzelnen Dichtungsringe mit ihren besonderen federnden Spreizringen auf
L-förmigen Zwischenstücken
untergebracht waren. Der Kolbenkörper
hatte an dem einen Ende einen breiten vorspringenden Rand, welcher stark genug war,
um den von der Kolbenstangenmutter über den Dekkel und die L-förmigen Zwischenringe
ausgeübten Druck aufnehmen zu können.
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An diesen vorspringenden Rand des Kolbenkörpers legt sich der erste
L-förmige Zwischenring mit seiner breiten Stirnli,äche, so daß um die Wandstärke
des radialen Teiles des Zwischenringes der Rand am Ende des Kolbenkörpers noch verbreitert
wird. Der zylindrische Teil der L-förmigen Zwischenringe überragt den Dichtungsring
und seinen federnden Speizring um ein solches übermaß, daß der Dichtungsring sich
in üblicher Weise unter dem Einfluß des Spreizringes federnd allen Unebenheiten
der Zylinderlauf$äche anzupassen vermag. Der Druck der Kolbenstangenmutter, mit
welcher der Deckel gegen die Zwischenringe gedrückt wird, überträgt sich. also unmittelbar
über die zylindrischen Teile der Zwischenringe auf den vorspringenden Rand des Kolbenkörpers.
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Abgesehen davon, daß bei dieser bekannten Bauweise Tragringe aus Kohlegrafitnischtungen
o. dgl. nicht vorgesehen sind, wird ein solcher Kolben und damit auch der Zylinder
im Verhältnis zu Anzahl und Breite der auf ihm unterzubringenden Dichtungsringe
sehr lang.
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-Die Erfindung, welche sich auf Kolben für Gasverdichter mit selbstschmierenden,
verschleißfesten Tragringen und federnd anliegenden Dichtungsringen aus Kohlegrafitmischungen
o. dgl. bezieht, die mittels des Kolbendeckels durch axialen Druck mit dem Kolben
verbunden werden, wobei Dichtungsringe auf unmittelbar gegeneinandergeVreßten L-förmigen
Zwischenringen angeordnet sind, vermeidet diese Nachteile dadurch, daß der erste
Dichtungsring in an sich bekannter «leise unmittelbar in einer stufenförmigen Ausdrehung
des Kolbenkörpers eingesetzt ist, während außer den übrigen Dichtungsringen auch
die einzelnen auswechselbaren Tragringe aus Kohlegrafitmischung o. dgl. auf L-förmigen
Zwischenringen angeordnet sind, wobei die Tragringe die Zwischenringe in axialer
Richtung nur so weit überragen, daß einerseits .nach dem Festziehen des Kolbendeckels
die Tragringe völlig festsitzen, anderseits die Zwischenringe einander berühren,
so daß ein Zerdrücken der Tragringe ausgeschlossen ist.
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Es sind zwar besonders lange Verdichterkolben mit in L-förmigen Zwischenringen
gelagerten metallischen Dichtungsringen bekannt, bei denen der erste Dichtungsring
unmittelbar in einer stufenförmigen Ausdrellung des Kolbenkörpers .eingesetzt ist.
Bei diesen Kolben, die vor und hinter den Zwischen-und 1?ichtungsringen lange Tragflächen
aufweisen, wurde die besondere Anordnung des ersten metallischen Dichtungsringes
unmittelbar auf dem Kolbenkörper nicht zum Zweck der Platzersparnis getroffen.
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Auf der Zeichnung 'isf eirir.cZ.üsfülirutigsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
daigestellt, und zwar zeigen: Abb. i einen Längsschnitt und Abb. z einen Querschnitt
durch die Lagerung der Grafitdichtungsringe.
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Auf dem Kolbenkörper i ist in einer eiltsprechenden Ausdrehung 9 der
erste Spreizring 6 und um ihn herum der erste zwei-oder dreiteilige Grafitdichtungsring
8 angeordnet. Der darauffolgende Tragring .l aus Kohlegrafitmischung o. dgl ' ist
ebenso wie die weiteren Dichtungs- (5) und Tragringe in einen im Querschnitt L-förmigen
metalli-, sehen Zwischenring 3 gebettet. Die äußeren" Durchmesser der Zwischenringe
sind gleich dem Kolbenkörperdurchmesser. Die inneren Durchmesser aller Zwischenringe
sind in bekannter -Weise ebenfalls gleich groß, so daß die zu ihrer Aufnahme zylindrische
Ausdrehu,ng des Kolbens als glatte Zylinderfläche ausgebildet ist. Während die Tragringe
.1 mit ihrem inneren Durchmesser ohne Spielraum auf ihren Zwischenringen ruhen,
ist ! zwischen -dem metallischen Spreizring 6 und den zugehörigen Zwischenringen
3 in üblicher Wise ein geringer Spielraum vorgesehen, um den Dichtungsringen die
Anpassung an den Zylindermantel zu ermöglichen. Die Zwischenringe werden durch den
Kolbendeckel z zusammengehalten, der durch die Kolbenstangenmutter 7 angepreßt wird.
Hierbei legt sich der erste L-förmige Zwischenring 3 gegen die Stirnfläche der Ausdrehung
9 für den ersten Dichtungsring B. Da der erste Dichtungsring 8 nur den geringen,
durch die Reibtrog des Ringes an der Kolbenwand in axialer Richtung wirkenden Mitnahmedruck
auf den vorspringenden Rand i o des Kolbenkörpers i zu übertragen hat, so genügt
es, wenn der Rand i o schmal gehalten wird. Zur Aufnahme des durch die Kolbenstangenmutter
7 ausgeübten Druckes steht die Breite a von der Stirnfläche der Ausdrehung 9 bis
zur Stirniläche des Kolbenkörpers zur Verfügung, welche auch bei geringster Breite
des Randes i o ausreicht. Es ist nicht erforderlich, daß die Dichtungs- und Tragringe
abwechselnd angeordnet sind, wie in Abb. i nur beispielsweise dargestellt. Es können
auch zwischen zwei Dichtungsringen mehrere Tragringe ir>der zwischen zwei Tragringen
mehrere Dichtungsringe angeordnet werden. Notwendig ist nur, daß an dem mit dem
Rand i o versehenen Ende des Kolbens zunächst ein Dichtungsring
vorgesehen
wird. Bei liolien Gasdrücken ist cs ohnehin vorteilhaft, an leiden Kolliemenden
je einen Dichtungsring, wie in Abb. t gezeigt, anzuordnen. um möglichst viele Dichtungsringe
auf kleinster Kolbenbreite unterbringen zu können und dadurch eine gute Abdichtung
zu erhalten.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch
die Anordnung der Tragringe auf L-förmigen Zwischenringen sowohl ein festes Einspannen
der Tragringe sichergestellt, wie auch ein Zerdrücken der Kohletragringe auch bei
stärkstem Anziehen der Kolbenstangenmutter 7 ausgeschlossen ist. Dies wird in einfachster
Weise dadurch erreicht, daß die Tragringe in axialer Richtung um ein innerhalb ihrer
Elastizitätsgrenze liegendes Maß den axialen Schenkel des Uförmigen Zwischenringes
überragen. Durch eine oder wenige Umdrehungen der Kolbenstangenmutter 7 können sämtliche
Tragringe so weit gelockert werden, daß. sie zum Ausgleich etwaiger einseitiger
Abnutzung verdreht werden können. Nach dem Wiederfestspannen der Mutter 7 ist der
Kolben wieder betriebsfertig.