DE7308450U

DE7308450U - PISTON COMPRESSORS FOR GAS MEDIA

Info

Publication number: DE7308450U
Application number: DE19737308450
Authority: DE
Original assignee: BAYRISCHES DRUCKGUSS-WERK THURNER KG 8015 MARKT SCHWABEN
Current assignee: BAYRISCHES DRUCKGUSS-WERK THURNER KG 8015 MARKT SCHWABEN
Priority date: 1973-03-06
Filing date: 1973-03-06
Publication date: 1978-08-31

Description

"Kolbenverdichter für gasförmige Medien" .."Piston Compressors for Gaseous Media" ..

Die Erfindung betrifft einen Kolbenverdichter für gasförmige Medien, mit einem innerhalb eines Zylinders geradlinig hin- und herbewegbaren Kolben, welcher mit einem axial verlaufenden Durchlass für das von der Kolbenunterseite anzusaugende Gas und mit einem am Kclbenkopf ausgebildeten, bei Abwärtsbewegung des Kolbens sich öffnenden und bei Aufwärtsbewegung des Kolbens sich schliessenden Einlassventil ausgestattet ist.The invention relates to a piston compressor for gaseous media, with a piston which can be reciprocated in a straight line within a cylinder and which has an axially extending passage for the gas to be sucked in from the bottom of the piston and with an am Kclbenkopf formed, opening with downward movement of the piston and closing with upward movement of the piston Inlet valve is fitted.

Bekannt sind Kolbenverdichter der eingangs genannten Art, bei welchen ein aus einer herkömmlichen Kolbenlegierung bestehender Kolben innerhalb eines Zylinders bei Antrieb durch Kurbelwelle und Pleuel hin- und her' ewegbar ist, einen Durchlass für das von der Kolben-Piston compressors of the type mentioned are known, in which a piston made of a conventional piston alloy within a cylinder when driven by a crankshaft and connecting rod can be moved back and forth, a passage for the piston

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Unterseite anzusaugende Gas und ein seiner Wirkung nach als Flatterventil ausgebildetes Einlassventil aufweist. Die Kolben sind wie bekannt mit Kolbenringen versehen, welche überwiegend aus Spezialgusseisen, Bronze oder aus Stahl gefertigt sind. Infolgedessen bedürfen die Kolben dieser Bauform einer Schmierung, da sonst die Gefahr des sogenannten Fressens besteht. Die verhältnismässig kleinflächigen Kolbenringe sind gewöhnlich geschlitzt ausgebildet und müssen bezüglich ihrer zugehörigen Kolbenringnuten genau auf Passung gearbeitet werden. Im allgemeinen ist die Kolbenringaussenfläche geschliffen oder geläppt, um die erwünschte Abdichtung gegenüber der Zylinderinnenwand zu erreichen.Bottom to be sucked in gas and its effect as a flutter valve having formed inlet valve. As is known, the pistons are provided with piston rings, which are mainly made of special cast iron, Bronze or made of steel. As a result, the pistons of this design require lubrication, otherwise the There is a risk of so-called eating. The relatively small-area piston rings are usually designed and slotted must be worked exactly to fit with regard to their associated piston ring grooves. In general, the outer surface of the piston ring is ground or lapped in order to achieve the desired seal with respect to the inner wall of the cylinder.

Infolge der erforderlichen Schmierung arbeiten Kolbenverdichter der genannten Bauform niemals ohne eine gewisse Verunreinigung, d.h. das komprimierte Gas wird durch das Schmiermittel, so beispielsweise durch Öl verunreinigt. Bei einer Vielzahl von Anwendungsfällen, so bei Verwendung für medizinisch-technische Geräte etc. bestehen jedoch erhöhte Anforderungen an absolute Sauberkeit des komprimierten Gases. Verunreinigte komprimierte Gase erweisen sich im allgemeinen auch als äusserst schädlich, wenn Kolbenverdichter der beschriebenen Konstruktion zum Spritzen von Farbe, also zum Spritzlackieren etc. benutzt werden.As a result of the required lubrication, reciprocating compressors work named design never without a certain contamination, i.e. the compressed gas is through the lubricant, for example contaminated by oil. In a large number of applications, such as when used for medical-technical devices, etc., however, exist increased requirements for absolute cleanliness of the compressed gas. Contaminated compressed gases also generally turn up extremely harmful when reciprocating compressors of the construction described are used for spraying paint, i.e. for spray painting, etc. will.

Die für die Abdichtung gegenüber der Zylinderwand verwendeten Führungsund Kolbenringe sind geschlitzt, um den unterschiedlichen Dehnungen und Durchmesseränderungen des Kolbens gerecht zu werden; als Folge dieser geschlitzten Kolbenringe ist unvermeidlich ein gewisser Leckverlust in Kauf zu nehmen. LJieser Leckverlust erweist sich als gravierend, wenn Kolbenverdichter miniaturisiert, also auf kl einstmöglicheThe guides used for sealing against the cylinder wall Piston rings are slotted to accommodate the different expansions and changes in diameter of the piston; as a result With these slotted piston rings, a certain leakage loss is inevitable. This leakage loss proves to be serious, when reciprocating compressors are miniaturized, i.e. as small as possible

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Abmessungen abgestellt werden.Dimensions can be parked.

Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache, dass insbesondere Kolbenverdichter kleinerer Abmessungen relativ teuer sind, da auf die Verwendung der Kolbenringe und auf die kostenaufwendige Nachbearbeitung der verschiedenen Dichtungsflächen nicht verzichtet werden kann.Of particular importance is the fact that reciprocating compressors in particular smaller dimensions are relatively expensive because of the use of the piston rings and the costly post-processing the various sealing surfaces cannot be dispensed with.

Die Anforderungen an einen Kolben, nämlich: Ausreichende Festigkeit auch bei hoher Temperatur, Formbeständigkeit während des Betriebes, gute Abdichtung des Arbeitsraumes, gute Laufeigenschaften, geringe Reibungskräfte, geringes Gewicht, geeignete Oberflächengestaltung, Beherrschung der während des Betriebes auftretenden thermischen Beanspruchungen durch entsprechende Kühlung und sichere Verbindung mit den angeschlossenen Antriebsteilen führen bei Kolben bisher bekannter Konstruktion und bei Verwendur;; ier bisher für Kolben benutzten Werkstoffe unvermeidlich zu einem erhöhten konstruktiven Aufwand, insbesondere dann, wenn eine Miniaturisierung im Bau beabsichtigt ist. Bei einer Reduzierung der bislang üblichen konstruktiven Abmessungen - ■ treten beträchtliche Probleme hinsichtlich der Nachbearbeitung vonThe requirements for a piston, namely: Sufficient strength even at high temperatures, dimensional stability during operation, good sealing of the work area, good running properties, low Frictional forces, low weight, suitable surface design, control of the thermal that occur during operation In the case of pistons, stresses caused by appropriate cooling and a secure connection with the connected drive parts have been known to date Construction and use ;; ier previously used for pistons Materials inevitably lead to an increased structural effort, especially if miniaturization in construction is intended. With a reduction of the previously usual structural dimensions - ■ there are considerable problems with regard to the post-processing of

Kolben, Kolbenringen, Führungsringen und Kolbenbolzenlagern auf, weshalb sich die Kosten beträchtlich erhöhen können.Pistons, piston rings, guide rings and piston pin bearings, which can increase costs considerably.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Kolbenverdichter der eingangs genannten Art so auszubilden, dass er trotz verminderten konstruktiven Aufwandes all den oben genannten Anforderungen gerecht wird, welche an einen Kolbenverdichter ausreichender Laufzeit und Leistung gestellt sind.On this basis, the object of the invention is to provide a reciprocating compressor of the type mentioned at the outset so that it meets all of the above-mentioned requirements despite reduced design effort which is more sufficient on a reciprocating compressor Term and performance are provided.

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Die Lösung der Aufgabe kennzeichnet sich dadurch, dass der Kolben aus Polytetrafluoräthylen besteht.The solution to the problem is characterized in that the piston is made of polytetrafluoroethylene.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kolbenverdichters ist gekennzeichnet durch eine stirnseitig in den Kolbenkopf unter geringem Abstand zur Zylinderwand eingelassene Ringnut und ein die radial c-usserhalb der Ringnut bestehende Dichtlippe elastisch in Radialrichtung gegen die Zylinderwand drückendes Federelement.An advantageous embodiment of the piston compressor is characterized through an annular groove let into the piston head at a small distance from the cylinder wall and a radial groove c-Outside the annular groove, the sealing lip is elastic in the radial direction spring element pressing against the cylinder wall.

Die radial ausserhalb der Ringnut bestehende Dichtlippe gestattet, dass der Kolben wächst, sich also radial gegenüber der Zylinderwand dehnt. Da die Dichtlippe durch das Federelement elastisch gegen die Zylinderwand verspannt ist, kann sich die Kolbenhauptmasse infolge der· durch die Ringnut bestehenden Schwächung relativ zur Dichtlippe bewegen. Auf diese Weise l<snr\ auf Kolbenringe und auf SchmierungThe sealing lip, which exists radially outside the annular groove, allows the piston to grow, that is to say to expand radially in relation to the cylinder wall. Since the sealing lip is elastically braced against the cylinder wall by the spring element, the main piston mass can move relative to the sealing lip as a result of the weakening caused by the annular groove. In this way l <snr \ on piston rings and on lubrication

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verzichtet werden. Der sich bei Aufwärtsbewegung/der Kolbenoberseite aufbauende Druck des Gases kommt natürlich auch innerhalb der Ringnut zur Wirkung und unterstützt die radial nach aussen gerichtete Verspannung durch das Federelement. Die Abdichtung auf der zwischen Dichtlippe und Zylinderwand bestehenden Fläche ist also infolge radialer Anpressung gerade dann am besten, wenn sich der Kolben seinem oberen Totpunkt nähert, der Druck des Gases also seinen Höchstwert erreicht.be waived. The upward movement / the top of the piston The pressure of the gas that builds up naturally also has an effect within the annular groove and supports the one directed radially outwards Bracing by the spring element. The seal on the surface between the sealing lip and the cylinder wall is therefore radial Contact pressure is best when the piston is approaching its top dead center, i.e. the pressure of the gas has reached its maximum value.

Der Kolben ist bevorzugt so aufgebaut, dass das Federelement aus einer Schraubenfeder besteht, welche in einer Ringnut an der Innenseite der Dichtlippe eingesetzt ist. Entsprechend der beabsichtigten Verspannung durch das Federelement können demnach zwei- und mehrlagige Schraubenfedern eingesetzt werden.The piston is preferably constructed in such a way that the spring element consists of a helical spring which is located in an annular groove on the inside the sealing lip is inserted. According to the intended bracing by the spring element, two-layer and multi-layer Coil springs are used.

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Ein zur Erzielung einer besonders guten Abdichtung dienender Aufbau gemäss tier Erfindung kennzeichnet sich durch eine auf dem grössten Teil der Axiallänge des Kolbens sich zwischen oberem und unterem Kolbenrand erstreckende Aussparung in der Mantelfläche des Kolbens. Dut^ch diese Aussparung besitzt der Kolben zwischen oberer und unterer Dichtlippe kleineren Aussendurchmesser als dem Innendurchmesser der in diesem Bereich gegenüberliegenden Zylinderwand entspricht. Der Vorteil dieser Anordnung gemäss der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Reibung des Kolbens auf die Berührungsflächen der unteren und der oberen Dichtlippe begrenzt bleibt, so dass der Kolben sehr leicht und ohne Schmierung bewegt werden Kann. Dennoch gewährleistet das der oberen Dichtlippe zugeordnete Fed er element, dass die Dicht'ippe insbesondere bei Beginn der nach oben gerichteten Verdichterbewegung unter ausreichender Abdichtung gegen die Zylinderwand angedrückt wird. Nähert sich der Kolben bei nach oben gerichteter Verdichterbewegung seinem oberen Totpunkt, dann trägt der erhöhte Druck des Gases bei Wirkung innerhalb der Ringnut in genannter Weise dazu bei, die Dichtlippe unter ausreichender Abdichtung gegen die Zylinderwand anzupressen.A serving to achieve a particularly good seal structure according to the invention is characterized by an animal on the major part of the axial length of the piston located between the upper and lower piston edge extending recess in the outer surface of the piston. Thanks to this recess, the piston has a smaller outer diameter between the upper and lower sealing lip than corresponds to the inner diameter of the opposite cylinder wall in this area. The advantage of this arrangement according to the invention is that the friction of the piston remains limited to the contact surfaces of the lower and upper sealing lips, so that the piston can be moved very easily and without lubrication. Nevertheless, the spring element assigned to the upper sealing lip ensures that the sealing lip is pressed against the cylinder wall with sufficient sealing, particularly at the start of the upward compressor movement. If the piston approaches its top dead center with the compressor moving upwards, the increased pressure of the gas when it acts within the annular groove contributes in the manner mentioned to pressing the sealing lip against the cylinder wall with sufficient sealing.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Kolbenverdichters gemäss der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass das Einlassventil als ein auf der Kolbenoberseite sich auflegender Ventilteller besteht, welcher mittels eines kurzen Schafts mit einer im Inneren des Kolbens angeordneten, sich bei Abwärtsbewegung des Kolbens gegen eine Ringschulter anlegenden Einlaßscheibe verbunden ist. Da die Fläche der Abdichtung zwischen Ventilteller und Kolben erfindungsgemäss auf der Kolbenoberseite gewählt wurde, streicht das von der Kolbenunterseite anzusaugende Gas bei Abwärtsbewegung des Kolbens und gleichzeitigem Another advantageous development of the reciprocating compressor according to the invention is characterized in that the inlet valve consists of a valve disk resting on the top of the piston, which is connected by means of a short shaft to an inlet disk located inside the piston and resting against an annular shoulder when the piston moves downwards is. Since, according to the invention, the area of the seal between the valve disk and the piston was selected on the upper side of the piston, the gas to be sucked in from the lower side of the piston wipes out when the piston moves downwards and at the same time

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Öffnen des Einlassventils in Form eines beschleunigten Luftstromes zwischen der Unterseite des Ventil tellers und der Kolbenoberseite radial nach aussen in den Verdichterraum ein. Die durch den beschleunigten Gasstrom entstehende Kühlung kommt demnach dort zur Wirkung, wo sie am meisten benötigt wird, also an der Kolbenoberseite. Dabei ist es zweckmässig, dass das Einlassventil aus korvjsionsbeständigem Metall besteht.Opening the inlet valve in the form of an accelerated air flow between the underside of the valve head and the top of the piston radially outwards into the compression chamber. The accelerated by the The cooling produced by the gas flow is effective where it is needed most, i.e. on the top of the piston. It is useful that the inlet valve is made of corrosion-resistant Made of metal.

Der Antriebsmechanismus des Kolbens kann von jeder geeigneten Konstruktion sein; ^weckmässigerweise bedient man sich eines Kurbeltriebes. Bei Verwendung eines derartigen Antriebes wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, dass ein von einem Pleuel getragener Kolbenbolzen an seinen beiden Enden drehbar in Radial bohrungen des Kolbens eingesetzt ist. Der an sich bekannte Kolbenbolzen kann infolge des für den Kolben gewählten Werkstoffs Polytetrafluoräthylen und infolge des dem Kolben eigenen verhältnisnnässig reibungsarmen Laufs ohne Gleit- oder Wälzlager in die Radial bohrungen eingepasst werden und kann sich innerhalb dieser Bohrungen drehen, ohne dass die Gefahr eines Ausschiagens besteht.The drive mechanism of the piston can be of any suitable construction; ^ A crank mechanism is used as a wake-up call. When using such a drive it is proposed according to the invention that a piston pin carried by a connecting rod is rotatably inserted at both ends into radial bores of the piston. The piston pin, which is known per se, can be fitted into the radial bores without sliding or roller bearings due to the polytetrafluoroethylene material chosen for the piston and as a result of the piston’s own relatively low-friction running and can rotate within these bores without the risk of it splitting.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert.The invention is described below using an exemplary embodiment Explained with reference to the accompanying drawing.

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht des Kolbenverdichters gemäss der Erfindung; undFig. 1 is a longitudinal sectional view of the reciprocating compressor according to the invention; and

Fig. 2 ist eine vergrösserte Einzel Schnittansicht des in Fig. 1 durch gestrichelte Linien umschlossenen Feldes A.FIG. 2 is an enlarged single sectional view of the field A enclosed by dashed lines in FIG. 1.

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Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Kolben 1 des Kolbenverdichters besteht erfindungsgemäss aus Polytetrafluoräthylen und trägt am Kolbenkopf 2 ein aus Metall bestehendes Einlassventil 9. Das Einlassventil ist als ein auf die Kolbenoberseite 11 sich auflegender Ventilteller 10 ausgebildet, welcher über einen Schaft 12 kurzer Baulänge mit einer Einlaßscheibe 14 in Verbindung steht. Der Ventilteller ist aus korrosionsbeständigem Material gefertigt; insbesondere erweisen sich Aluminium, Messing oder Zink als geeignet. Die Einlaßscheibe 14 ist gemäss Darstellung in Fig. 1 und 2 mit Durchlassöffnungen 18 durchsetzt, welche aus in einer Kreisform an der Ein- |The piston 1 of the reciprocating compressor shown in FIGS. 1 and 2 consists according to the invention of polytetrafluoroethylene and carries an inlet valve 9 made of metal on the piston head 2. The inlet valve is designed as a valve disk 10 which rests on the piston top 11 and which has a short overall length via a shaft 12 with an inlet disc 14 is in communication. The valve disc is made of corrosion-resistant material; in particular, aluminum, brass or zinc prove to be suitable. The inlet disc 14 is as shown in FIGS. 1 and 2 with passage openings 18 interspersed, which from in a circular shape at the input |

laßscheibe arqeordneten Bohrungen bestehen können. Der Bereich des |lashing disk arranged holes can exist. The area of the |

Einlassventils steht über in axialer Richtung den Kolben durchsetzende Durcnlässe bzw. Kanäle (nicht dargestellt) mit der Kolbenunterseite in Verbindur^g, Bei nach unten gerichteter Bewegung des Kolbens legt sich die Einlaßscheibe 14 infolge der ihr eigenen Massenträgheit und infolge des entstehenden Druckunterschiedes an eine im Kolbeninneren befindliche Ringschulter 13 an, während sich der Ventilteller 10 um eine entsprechende Entfernung von der Kolbenoberseite 11 löst. Das von unterhalb des Kolbens über den axialen Durchlass (nicht dargestellt) einströmende Gas kann demnach die Durchlassöffnungen 18 der Einlaßscheibe 14 passieren und tritt über den Ringspalt zwischen Kolbenoberseite 11 und Unterseite des Ventiltellers 10 in den Arbeits- bzw. Verdichtungsraum des Zylinders ein. Infolge seiner Zuordnung zur Kolbenoberseite trägt der Ventilteller zur radialen Strömungsführung des angesaugten Gases, so beispielsweise der Luft in einem Bereich des Kolbens bei, welcher am stärksten erwärmt ist, also besonderer Kühlung bedarf.The inlet valve is in communication with the underside of the piston via passages or channels (not shown) penetrating the piston in the axial direction The ring shoulder 13 located inside the piston, while the valve disk 10 is released from the piston top 11 by a corresponding distance. The gas flowing in from below the piston via the axial passage (not shown) can therefore pass the passage openings 18 of the inlet disk 14 and enters the working or compression chamber of the cylinder via the annular gap between the piston top 11 and the bottom of the valve disk 10. As a result of its assignment to the upper side of the piston, the valve disk contributes to the radial flow guidance of the sucked in gas, for example the air in an area of the piston which is most heated, i.e. which requires special cooling.

Bei nach oben gerichteter Bewegung des beispielsweise über einen Elektromotor und eine Kurbelwelle antreibbaren Kolbens 1 wird das im Arbeits- oder Verdichtungsraum befindliche Gas verdichtet, da sich der Ventilteller 10 bei Beginn dieser Bewegung an die Kolbenoberseite 11 des aus Polytetrafluoräthylen bestehenden Kolbens auflegt und gegenüber dem Kolben abdichte»:. Da Polytetrafluoräthylen auch Dichtungseigenschaften besitzt, reicht es vollständig aus, die korrespondierenden Dichtflächen von Ventilteller und Koloonoberseite plan zu drehen. Zudem wird der Ventilteller 10 durch den sich aufbauenden Druck des Gases verstärkt gegen die Kolbenoberseite angedrückt. Bei Erreichen eines vorbestimmten Druckes passiert das Gas über eine Bohrung 19 (Fig. 1) ein Rückschlagventil 20, welches sich innerhalb des Zylinderkopfes befindet und über einen Nippel 21 an eine Druckleitung angeschlossen ist. Diese Druckleitung führt zum Ort der Verwendung, so beispielsweise zu einer mit Druckluft zu speisendö"iFarb-Spritzpi stol e.With an upward movement of the piston 1, which can be driven, for example, by an electric motor and a crankshaft, this becomes Gas located in the working or compression chamber is compressed, since the valve disk 10 moves to the top of the piston at the start of this movement 11 of the piston made of polytetrafluoroethylene hangs up and seal against the piston »:. Since polytetrafluoroethylene also has sealing properties, it is completely sufficient that the Corresponding sealing surfaces of the valve disc and top of the Koloon plan to turn. In addition, the valve disk 10 is built up by the The pressure of the gas is pressed against the top of the piston. This happens when a predetermined pressure is reached Gas through a bore 19 (Fig. 1) a check valve 20, which is located inside the cylinder head and is connected to a pressure line via a nipple 21. This pressure line leads to Place of use, for example to an iFarb-Spritzpi stol e to be fed with compressed air.

Gemäss Darstellung in Fig. 1 und 2 erstreckt sich erfindungsgemäss unter geringem Abstand zur Zylinderwand 3 eine Ringnut 4 in den Kolbenkopf 2. Auf diese Weise besteht radial ausserhalb der Ringnut 4 eine Dichtlippe 5, welche bei Kolbenverdichtern kleiner Konstruktion eine Wanddicke von beispielsweise 0,4 - 1,0 mm besitzen kann. Vorzugsweise ist in einer an der Innenseite der Dichtlippe 5 befindlichen Ringnut 7 ein Federelement 6 eingelassen, welches gemäss Darstellung aus einer zweilagigen Schraubenfeder besteht, jedoch auch jede ändert Form besitzen kann. Das Federelement 6 hat die Aufgabe, die Dichtlippe 5 in nachfolgend ausführlich beschriebener Weise gegen die Zylinderwand 3 anzudrücken.As shown in FIGS. 1 and 2, according to the invention an annular groove 4 in the piston head 2 at a small distance from the cylinder wall 3. In this way, there is a radial outside of the annular groove 4 a sealing lip 5 which, in the case of small piston compressors, can have a wall thickness of 0.4-1.0 mm, for example. Preferably a spring element 6 is embedded in an annular groove 7 located on the inside of the sealing lip 5, which according to the illustration consists of a two-layer helical spring, but each also changes May have shape. The spring element 6 has the task of the sealing lip 5 against the cylinder wall in the manner described in detail below 3 to press.

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Die Mantelfläche des Kolbens 1 ist in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise ... ^ .-..-.r-, ^^,^₃*-^_η Teil ihrer Axiallänge mit einer Aussparung 8 versehen, wodurch der Kolben in diesem Bereich kleineren Aussendurchmesser besitzt als an seinem oberen und an seinem unteren Kolbenrand. Auch der untere Kolbenrand kann in einer dem oberen Kolbenrand vergleichbaren Weise mit einer Ringnut und mit einem entsprechenden dis Dichtlippe nach aussen verspannenden Federelement ausgestattet sein. Vorzugsweise wird die erfindungsgemässe Anordnung aus Ringnut und Federelement am Kolbenkopf des Verdichters vorgesehen, da die Erfordernisse hinsichtlich der Abdichtung in diesem Bereich am grössten sind.The outer surface of the piston 1 is provided in the manner shown in Fig. 2 ... ^.-..-. R-, ^^, ^ ₃ * - ^ _η part of its axial length with a recess 8, whereby the piston in this Area has a smaller outside diameter than at its upper and lower edge of the piston. The lower edge of the piston can also be equipped, in a manner comparable to the upper edge of the piston, with an annular groove and with a corresponding spring element that braces the sealing lip towards the outside. The arrangement according to the invention of the annular groove and the spring element is preferably provided on the piston head of the compressor, since the sealing requirements are greatest in this area.

Das für den Antrieb des Kolbens 1 verwendete Pleuel 16 trägt einen Kolbenbolzen 15, welcher infoige des für- den Kolben verwendeten Werkstoffs Polytetrafluoräthylen und infolge vergleichsweise geringer Reibung im 3ereich der Dichtüppen ohne Verwendung von Lagerbuchsen oder Wälzlager beidseitig in eine radial den Kolben 1 durchsetzende Bohrung eingesetzt und in dieser drehbar ist. Das Pleuel steht in an sich bekannter Weise mit einer Kurbelwelle in Verbindung, welche durch einen Elektromotor oder einen vergleichbaren Antriebsmechanismus antreibbar ist.The connecting rod 16 used to drive the piston 1 carries a Piston pin 15, which information of the material used for the piston Polytetrafluoroethylene and due to comparatively low friction in the 3 area of the sealing lobes without the use of bearing bushes or Rolling bearings are inserted on both sides into a bore radially penetrating the piston 1 and can be rotated therein. The connecting rod is known per se Way in connection with a crankshaft, which can be driven by an electric motor or a comparable drive mechanism is.

Der Kolben 1 gemäss der Erfindung weist infolge seiner Beschaffenheit aus Polytetrafluoräthylen und infolge seines konstruktiven Aufbaues folgende Vorteile auf: The piston 1 according to the invention has the following advantages due to its nature made of polytetrafluoroethylene and due to its structural design:

Wie erwähnt wird die Dichtlippe 5 durch das Federelement 6 elastisch gegen die Zylinderwand 3 angedrückt, um über der zwischen Zylinderwand und C .cntlippe bestehenden Ringfläche ausreichende AbdichtungAs mentioned, the sealing lip 5 is made elastic by the spring element 6 pressed against the cylinder wall 3 to over the between the cylinder wall and C .cntlippe existing annular surface sufficient sealing

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zu erreichen. Führt der Kolben 1 seine nach oben gerichtete Verdichter-to reach. If the piston 1 leads its upwardly directed compressor

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kannter Weise und erwärmt den Kolbenkopf 2. Dieser beginnt zu "wachsen", sich also insbesondere radial zu dehnen. Diesem Problem wird bei als bekannt anzusehenden Kolben dadurch Rechnung getragen, dass der Aussendurchmesser des Kolbens etwas kleiner gehalten wird, als dem Innendurchmesser der Zylinderwand entspricht, wobei geschlitzte Kolbenringe verhältnismässig kleiner Auflagefläche die Abdichtung gegenüber der Zylinderwand übernehmen. Da die Kolbenringe auf vergleichsweise kleiner Fläche aufliegen ist es erforderlich, dass die Aussenfläche der Kolbenringe geschliffen oder geläppt wird. Demgegenüber wird dem Wachsen des Kolbens in Radial richtung erfindungsgemäss dadurch Rechnung getragen, dass die Ringnut 4 unter geringem Abstsrsd zur Zylinderwsnd in der» Kolbenkopf eingelassen ist. Die Kol— benhauptmasse, also der radial innerhalb der Ringnut bestehende Kolbenkörper kann sich entsprechend seiner thermischen Belastung radial ausdehnen und bewegt sich relativ bezüglich der vergleichsweise dünnwandigen Dichtlippe 5. Die Ringnut 4 verengt sich also geringfügig. In die an der Innenseite der Dichtlippe 5 bestehende Ringnut 7 ist in beschriebener Weise ein Federelement 6 eingelassen, welches die Aufgabe besitzt, die Dichtlippe unter ausreichender Verspannung gegen die Zylinderwand 3 anzudrücken. Nähert sich der Kolben 1 seinem oberen Totpunkt, erreicht also das im Verdichtungsraum des Zylinders befindliche Gas seinen Höchstwert, so kommt es auch innerhalb der Ringnut 4 zur Wirkung, unterstützt demnach die Spannkraft des vorzugsweise als Schraubenfeder ausgebildeten Federelements, um die Dichtlippe 5 gegen die Zylinderwand anzuDressen. Die in der Mantelfläche des Kolbens befindliche Aussparung 8 legt die zur Abdichtung der Dichtlippe 5 gegenüber der Zylinderwand dienende Ringfläche fest und bestimmt auchknown way and heats the piston head 2. This begins to "grow", that is to say to expand in particular radially. This problem is taken into account in known pistons in that the outer diameter of the piston is kept somewhat smaller than the inner diameter of the cylinder wall, with slotted piston rings of a relatively small contact surface sealing against the cylinder wall. Since the piston rings rest on a comparatively small area, it is necessary that the outer surface of the piston rings is ground or lapped. In contrast, the growth of the piston in the radial direction is taken into account according to the invention in that the annular groove 4 is let into the piston head at a slight distance from the cylinder wall. The main piston mass, that is to say the piston body existing radially within the annular groove, can expand radially in accordance with its thermal load and moves relatively with respect to the comparatively thin-walled sealing lip 5. The annular groove 4 thus narrows slightly. In the ring groove 7 existing on the inside of the sealing lip 5, a spring element 6 is embedded in the manner described, which has the task of pressing the sealing lip against the cylinder wall 3 with sufficient tension. When the piston 1 approaches its top dead center, i.e. when the gas in the compression chamber of the cylinder reaches its maximum value, it also takes effect within the annular groove 4, thus supporting the tensioning force of the spring element, preferably designed as a helical spring, around the sealing lip 5 against the cylinder wall to be addressed. The recess 8 located in the lateral surface of the piston fixes and also determines the annular surface serving to seal the sealing lip 5 against the cylinder wall

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die Ringfläche des unteren Kolbenrandes bei Anlage an der Zylinderwand. So ist es möglich, den Kolbenverdichter ohne jegliche Schmierung, d.h. trocken laufen zu lassen.the ring surface of the lower edge of the piston when it rests on the cylinder wall. This makes it possible to run the reciprocating compressor without any lubrication, i.e. run dry.

Durch die Materialbeschaffenheit des erfindungsgemässen Kolbens 1 besteht ausreichende Gleiteigenschaft zwischen Zylinderwand und Kolbenmantel fläche, so dass keinerlei Gefahr des "Fressens" besteht. Das sogenannte "Fressen" ist auch deshalb nicht möglich, da sich die Dichtlippe 5 bei Auftreten eines etwaigen erhöhten Reibungswiderstandes gegen die Spannung des Federelements 6 nach innen bewegen kann.Due to the material properties of the piston 1 according to the invention, there is sufficient sliding property between the cylinder wall and the piston skirt so that there is no risk of "eating". The so-called "seizure" is also not possible because the sealing lip is 5 can move inwards against the tension of the spring element 6 when any increased frictional resistance occurs.

Die beschriebene Konstruktion des Kolbens erweist sich als besonders vorteilhaft bei kleinen Verdichtern, welche bis zu Arbeitsdrücken von 15 bar arbeiten sollen. Gerade bei Verdichtern kleiner Bauart kommen f die der erfindungsgemässen Konstruktion eigenen Vorteile insbesondere zur Geltung, da keine über das übliche Maß hinausgehenden Feinbearbeitungen am Kolben erforderlich sind. Der beschriebene konstruktive Aufbau ohne Verwendung der an sich bekannten Kolbenringe, welche unter genauer Passung zu den Kolbenringnuten zu arbeiten sind, bringt es mit sich, dass die Herstellungskosten von Kleinverdichtern beträchtlich reduziert werden können.The described construction of the piston proves to be special advantageous for small compressors which should work up to working pressures of 15 bar. Especially with small compressors, f in particular the advantages inherent in the construction according to the invention comes into its own, as no fine machining beyond the usual dimensions is required on the piston. The described constructive Construction without using the piston rings known per se, which are to be worked with a precise fit to the piston ring grooves it implies that the manufacturing cost of small compressors can be reduced considerably.

Wie erwähnt legt sich der Ventilteller 10 bei nach oben gerichteter Bewegung des Kolbenkopfes 2 auf die Kolbenoberseite 11 auf und dichtet gegenüber der bedeckten Ringfläche der Kolbenoberseite ab. Da das für den Kolben 1 gemäss der Erfindung verwendete Material auch gute Dichteigenschaften besitzt, erübrigt sich die Verwendung konstruktiv aufwendiger und damit teurer Dichtungen im Bereich der Kolbenoberseite. Es reicht aus, sowohl den Ventilteller 10 als auch die Kolben-As mentioned, the valve disk 10 lies down when it is moved upward of the piston head 2 on the piston top 11 and seals opposite the covered ring surface of the piston top. Since the material used for the piston 1 according to the invention is also good Has sealing properties, there is no need to use structurally complex and therefore expensive seals in the area of the piston top. It is sufficient to have both the valve disk 10 and the piston

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Oberseite 11 plan zu drehen, um die erwünschte Abdichtung herbeizuführen. Turn the top 11 flat in order to achieve the desired seal.

Der beschriebene Kolbenverdichter gemäss der Erfindung kann auch als Saug- bzw. Vakuumpumpe eingesetzt werden, ohne dass es.konstruktiver Änderungen des Kolbens bedarf. Es ist lediglich erforderlich, das Wälzlager für die Kurbelwelle mit geeigneten Dichtungen auszustatten und einen Anschluss für eine Saugleitung vorzusehen.The described piston compressor according to the invention can also can be used as a suction or vacuum pump without it being more constructive Changes to the piston are required. All that is required is the rolling bearing for the crankshaft with suitable seals and to provide a connection for a suction line.

Da der beschriebene Kolbenverdichter seiner Wirkung nach auch als Saug- bzw. Vakuumpumpe eingesetzt werden kann, ohne dass eine über die Dichtungs- und Anschlusselements hinausgehende konstruktive Änderung erforderlich ist, schliesst die Erfindung auch Pumpen- und Kolbenmechanismen vergleichbarer Form ein.Since the piston compressor described can also be used as a suction or vacuum pump according to its effect, without a In addition to the sealing and connecting element, if a structural change is required, the invention also includes pumps and Piston mechanisms of a comparable shape.

Claims

-PA = PRESENTATION:

1 . Piston compressor for gaseous media, with a piston that can be reciprocated in a straight line within a cylinder, which with an axially extending passage for that from the KoI benuncerseite gas to be sucked in and with a formed on the piston head, which opens when the piston moves downwards and when it moves upwards of the piston is equipped with a closing inlet valve, characterized in that the piston (1) is made of polytetrafluoroethylene consists.

2. Piston compressor according to claim 1, characterized by a At the front in the piston head (2) at a short distance from the cylinder wall (3) recessed annular groove (4) and a sealing lip (5) existing radially outside the annular groove, elastic in the radial direction spring element (6) pressing against the cylinder wall (3).

8. Piston compressor according to claim 2, characterized in that the spring element (6) consists of a helical spring which is inserted in an annular groove (7) on the inside of the sealing lip (5).

4. Piston compressor according to claim 1 or 2, characterized by one on the major part of the axial length of the piston (1) between Recess (8) in the outer surface of the piston extending from the upper and lower edge of the piston.

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5. Piston compressor according to claim 1, characterized in that aas inlet valve (9) than one resting on the top of the piston (11) Valve plate (10) consists, which by means of a short shaft (12) with a arranged inside the piston, itself when the piston moves downwards, it rests against an annular shoulder (13). Inlet disc (14) is connected.

6. Piston compressor according to claim 5, characterized in that the inlet valve (9) is made of corrosion-resistant metal.

7. Piston compressor according to claim 1 or 2, characterized in that that a piston pin (15) carried by a connecting rod (16) both ends rotatable in radial bores (17) of the piston (1) is used.

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