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Publication number: DE84635C
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 47: Maschinenelemente.

Zusatz zum Patente JU 78301 vom 10. Februar 1894.

Fatentirt im Deutschen Reiche vom 21. Mai 1895 ^a^· Längste Dauer: 9. Februar 1909.

Fig. ι stellt im Längsschnitt, Fig. 2 im Querschnitt eine Ausführungsform der durch' das Patent Nr. 78301 geschützten Liderung dar, bei welcher Manschetten aus Leder oder ähnlichem Stoff verwendet werden; Fig. 3 zeigt einen Theil der Fig. 1 in gröfserem Mafsstabe. Die Manschette 1 dichtet vermöge ihres U-förmigen Querschnittes sowohl gegen den Kolben E als gegen den Cylinder D ab, während die Manschetten 2, 3 und 4 von winkelförmigem Querschnitt sind uhd daher durch concentrisch zu ihnen liegende Manschetten 20, 30 und 40 von demselben Querschnitt ergänzt werden müssen. Die Manschettenpaare 2—20, 3—30 und 4—40 sind so zwischen die Stützringe i?₂ R₃, R_& i?₄ und JR₄ O geklemmt, dafs genau wie bei Einzelmanschetten von U-förmigem Querschnitt ein dichter Abschlufs des ringförmigen Liderungsraumes erzielt wird. Die Ringe R₁ R₂ R₃ und i?₄ sind an ihren unteren Enden (bei r, Fig. 3) verdickt, so dafs nur eine schmale Ringfläche der Manschette zur Abdichtung benutzt wird, wenn man der Manschette einen solchen-Durchmesser giebt, dafs sie in ihrer natürlichen Lage an der abzudichtenden Fläche nicht anliegt. Durch diese Anordnung wird verhindert, dafs der den Kolben abdichtende Flügel der Manschette faltig zusammengeschoben wird, was eine Erhöhung der Reibung zur Folge haben würde. Die Abstufung der hydrostatischen Pressungen in den Zwischenräumen wird wieder durch mit Spiralnuthen versehene Kegelventile H (Fig. 3) hervorgebracht, welche die Verbindungskanäle zwischen den aufeinanderfolgenden Zwischenräumen nahezu vollständig absperren. Die Kanäle sind beim Uebergange von einem .Stützring zum anderen so abzudichten, dafs die Druckflüssigkeit keinen Zutritt zu den eingeklemmten Theilen der Manschetten hat. Bei der Manschette 1 ist zu diesem Zweck ein Röhrchen S in den Stützring R₁ eingelöthet und in dem Stützring R₂ bei T abgedichtet.

In Fig. 4 sind zwei weitere Modificationen vereinigt. Die Spiralnuthen h sind hier auf den Aufsenflächen der Stützringe R angebracht unter entsprechender Verlegung der Verbindungskanäle. Um letztere durch die Manschetten hindurchzufuhren, werden wieder die Röhren S benutzt. Die Manschetten sind eintheilig, haben aber nur einen zur Abdichtung am Kolben dienenden· Flügel, während die Abdichtung am Cylinder durch die Stirnfläche des zwischen den Stützringen eingeklemmten Theiles der Manschette, also ähnlich wie bei einer Stopfbüchsenliderung, bewirkt wird.

Fig. 5 zeigt eine andere Anordnung. Hier sind die Spiralnuthen h ebenfalls auf der Aufsenfläche der StUtzringe angebracht, die Verbindungskanäle zwischen zwei auf einander folgenden Stützringen sind aber dadurch vereinfacht, dafs der eingeklemmte Theil der Manschetten gar nicht bis an den Cylinder D heranreicht. Zwischen die auf einander fol-

genden Stützringe ist dabei eine Dichtung eingelegt, welche den doppelten Zweck erfüllt, einmal die Druckflüssigkeit von. der Stirnfläche des eingeklemmten Theils der Manschette fern zu halten, dann aber durch ihre Zusammendrückbarkeit das Aufdichten der Stützringe auf ¹ den inneren Kegelmantel des Cylinders D zu erleichtern. Als Zwischenlage sind in dem gezeichneten Ausführungsbeispiel Ringe s benutzt und von R₁ bis i?₅ in wachsender Anzahl angeordnet, damit beim Einpressen der Liderung zuerst der Ring s zwischen R₁ und R₂ zusammengedrückt und dadurch R₂ dicht in den Cylinder eingesetzt wird. Beim weiteren Anziehen des Liderungsdeckels O werden dann die beiden zwischen R₀ und R₃ eingefügten Ringe 5 am stärksten zusammengedrückt und dadurch der Ring R₃ mit seiner Aufsenfläche in dem Cylinder D abgedichtet u. s. w.

Fig. 6 stellt eine Liderung dar, deren Manschetten mit denjenigen nach Fig. 5 übereinstimmen. Der Liderungskegel ist hier nicht unmittelbar in.den Cylinder, sondern in eine Büchse V eingesetzt, die mit ihrer äufseren noch stumpferen Kegelfläche in den Cylinder eingepafst ist. Die Spiralnuthen h sind auf der äufseren Kegelfläche der Büchse V angeordnet und durch Durchbrechungen in der Wand der Büchse mit den Kanälen der Stützringe in Verbindung gesetzt. Anstatt die Büchse so genau in den Cylinder D einzupassen, dafs die Druckflüssigkeit nur durch den Capillarquerschnitt der Spiralnuthen circuliren kann, ist auf diese Nuthen Draht aufgewunden, der beim Einpressen der Büchse in den Cylinder so zusammengedrückt wird, dafs die Spiralnuthen selbst zwar ausgefüllt werden, zwischen je zwei Windungen des Drahtes einerseits und den Wänden der Büchse und des Cylinders andererseits aber ein neuer capillarer Raum von rechteckigem Querschnitt entsteht. Diese Art der Abdichtung läfst sich natürlich auch bei den Stützringen R in Fig. 5 anwenden. An der inneren Fläche der Büchse V erfolgt die Abdichtung der Stützringe R gegen einander in beliebiger Weise. Zwischen R₁ und R₂ wird sie durch die Stirnfläche des "eingeklemmten Theiles der Manschette 1 bewirkt, an den übrigen Stofsstellen deutet die Zeichnung kleine winkelförmige Dichtungsringe W an. Die Büchse V und der Liderungskonus können mit demselben Deckel gleichzeitig angezogen werden; in der Zeichnung ist jedoch eine Einrichtung dargestellt, um beide gesondert fest zu pressen. Der Deckel O drückt unmittelbar nur auf den Dichtungskegel und wird dadurch angespannt, dafs er mit einem aufgeschraubten Stück X hinter den Flantsch des Cylinders D greift und dort den Druck eines durch eine Manschette geliderten ringförmigen Kolbens- Y empfängt, der durch den Kanal y unter Hochdruck gehalten wird. Auf das äufsere cylindrische Ende der Büchse V drückt ebenfalls ein ringförmiger, in dem Deckel O angeordneter Kolben Z, der durch den Kanal \ unter Hochdruck gesetzt wird. Die zwischen V und dem Cylinder D durch die capillaren Druckverminderungskanäle hindurchgesickerte Druckflüssigkeit wird von dem durch eine Manschette abgedichteten Raum A aus nach dem Niederdruckaccumulator oder mittelst des mit Spiralnuthen versehenen Ventils H₀ durch eine achsiale Bohrung der Druckschraube B desselben an die freie Atmosphäre entlassen. DieMontirung der Liderung nach Fig. 6 mufs sorgfältig geschehen, da der Druck, mit welchem die Liderung auf ihren Sitz geprefst wird, sich durch den Eintritt der Druckflüssigkeit in dieselbe entsprechend vermindert, so dafs z. B. die Abdichtung durch den ■ Draht in den Nuthen h verloren geht, wenn dieser Draht ungenügend elastisch ist. Man verwendet daher zweckmäfsig zur Büchse V ein Material von gewünschter Festigkeit, aber noch grofser Elasticität verglichen mit derjenigen des Cylinders D. Die Büchse V kann alsdann der Ausdehnung des Cylinders D, welche der hydrostatische Druck hervorbringt, mit genügender Kraft folgen, um den Draht in den Nuthen h unter Druck zu halten und dadurch die Abdichtung zu sichern. Man erreicht dieses Ziel, wenn man für die Büchse das elastische Rothmetall und für den Cylinder Gufseisen oder aber für die erstere Stahl mit starkem Nickelzusatz und gewöhnlichen Stahl für letzteren verwendet.

In Fig. 7 ist eine Liderung dargestellt, bei welcher die Manschetten oben und unten so zwischen den Stützringen eingespannt sind, dafs sie nur eine durch die Constructionsform dieser Ringe gegebene 'schmale Berührungszone mit dem Kolben besitzen. Je zwei Stützringe R sind durch Zwischenringe U getrennt, welche durch Kanäle den auf der Aufsenseite der Manschette herrschenden Druck auch auf ihre Innenseite übertragen.

Fig. 8 zeigt dieselbe Liderung wie Fig. 7, aber anstatt am Cylinder D am Kolben E angebracht. Der unterste Zwischenring U₃ ist als ein Kolbendeckel ausgebildet, welcher die Stelle des Deckels O der früher besprochenen Liderung vertritt.

Fig. 9 und 10 geben eine verbesserte Ausführungsform der in den Fig. 8 und 9 des Patentes Nr. 78301 dargestellten Stopfbüchsenliderung. Die Kegel H sind nicht unmittelbar in den Cylinder D eingesetzt, sondern in Büchsen C und C₀, von denen die erstere zugleich einen Theil der Liderungselemertte umschliefst. Zur Lockerung der Kegel H für den Fall, dafs eine Verstopfung der Capillar-

Claims

nuth eingetreten ist und die Ursache derselben durch einen stärkeren Flüssigkeitsstrom beseitigt werden soll, sind Schrauben F und F₀ angeordnet, von denen die letztere mit dem Kegel unmittelbar verbunden ist. Die eine der Schrauben F ist der Länge nach durchbohrt, um die verlorene Druckflüssigkeit in einen Niederdruckaccumulator oder in die freie Atmosphäre abfliefsen zu lassen.
Fig. 11 ist ein Querschnitt und Fig. 12 ein Grundrifs eines der in Fig. 9 und 10 verwendeten Dichtungselemente 1, 2,
3. Dieses kegelmantelförmige . Element besitzt vor dem in Fig. 13 dargestellten ebenen Element den Vorzug, dafs bei eingetretener Abnutzung der Druck der abzuschliefsenden Flüssigkeit den spitzwinkligen Rand gegen den Kolben preist und dadurch die Abdichtung aufrecht erhält.

Fig. 14 stellt im Querschnitt ein Element einer Stopfbüchsenliderung dar, bestehend aus einer äufseren Manschette von U - Querschnitt, welche innen mit über einander liegenden Scheiben ausgefüllt ist. Letztere sind aus Stoffen von verschiedener Elasticität hergestellt und derart angeordnet, dafs die elastischeren sich in der Mitte befinden. Wird ein solches Element mit Hülfe des Stopfbüchsendeckels züsammengeprefst, so legt sich die Manschette in der Mitte, wo die elastischeren Scheiben sich befinden, mit dem gröfsten Druck gegen den Kolben, während dieser Druck nach beiden Seiten allmählich abnimmt. Für kleine Durchmesser des Kolbens ist die Herstellung der Manschette bei gewissen Stoffen, z. B. Leder, nur schwierig auszuführen. Am besten verfährt man dabei in folgender Weise. Man formt zunächst einen geraden Streifen von U - Querschnitt (Fig. 15 und 16), preist die beiden Schenkel dieses Stückes in eine gewellte Form, wie in Fig. 17 und 18 angegeben, und bringt die Wellung durch Krümmung des'bisher geradlinigen. Stückes zum Verschwinden (Fig. 20), erzeugt darauf von neuem eine Wellung der Schenkel, wie in Fig. ig angegeben, welche man zu einer noch stärkeren Krümmung des Streifens verwerthet u. s. w., bis aus dem Streifen ein geschlossener Ring geworden ist. Die Enden werden mit schrägen Schnittflächen auf einander gelegt. Leimt man sie zusammen, so körinen solche Ringe auch bei den hydrostatischen Liderungen nach Fig. 7 und 8 Verwendung finden.

Liderungen der beschriebenen Art lassen sich nicht nur bei Kolben von Pumpen und Kraftmaschinen, sondern auch in vielen anderen Fällen, z. B. zur Abdichtung von Ventilspindeln, mit Vortheil verwenden. Fig. 21 und 22 stellen als Ausführungsbeispiel eine Anordnung von Steuerungsventilen dar, bei welcher nicht nur die cylind.rischen Ventilstangen, sondern auch die Ventilkegel selbst durch Liderungen abgedichtet sind. Einige dieser Liderungen zeigen überdies eine eigenthümliche, von den bisher beschriebenen abweichende Anordnung und mögen als Beispiele dafür betrachtet werden, wie mannigfacher Combinationen die erläuterten Grundformen der vorliegenden Liderung fähig sind. Zur Herstellung der Ventilsitze für die Ventile G und J sind Liderungen mit Büchsen V angewendet. Die Liderungselemente i, 2, 3 für das Ventil G sind elastische, kegelmantelförmige Ringe, welche mit ihren äufseren Enden, zwischen den Stützringen R und den Zwischenringen U eingeklemmt sind, während die inneren Enden von porösen oder sonst durchlässigen Ringen M umschlossen werden, durch welche die Druckflüssigkeit hindurchtritt. Bei dem Kegel J ist das mittlere der drei Elemente als hydrostatisches nach Fig. 7 ausgebildet und der Druck zwischen den Schenkeln der Manschette wird etwas höher gehalten als vor und hinter ihr. Die Ventilstange K besitzt eine cylindrische Stopfbüchsenliderung aus drei Elementen, von denen die beiden ersten nach Fig. 14 gebildet sind. Die Ventilstange L ist mit einer abgestuften Stopfbüchsenliderung dargestellt. Ihre Elemente sind ebenfalls nach Fig. 14 gebaut mit der Abänderung, dafs die U-förmige Manschette aufser den elastischen Scheiben noch einen äufseren porösen Ring N einschliefst, durch welchen hindurch die Druckflüssigkeit auf die elastischen Scheiben einwirkt. Der poröse Stoff kann auch durch eine Gruppe von Scheiben oder Segmenten mit durchlässigen Fugen ersetzt werden oder durch einen Ring als Metalldraht und ähnliche Constructionen.

Die Herstellung von Ventilsitzen mittelst Liderungen hebt die Angabe des Haupt-Patentes auf, dafs die Abstufung des Flüssigkeitsdrucks durch Ventile bei sehr hohen Pressungen nicht möglich sei. Der geliderte Sitz stellt den dichten Abschlufs des Ventils auch bei den höchsten Pressungen her, so dafs sich die Druckdifferenzen unter Verzicht auf die capillaren Kanäle ohne jeden Flüssigkeitsverlust aufrecht erhalten lassen.

Patent-Ansρrüche:

i. Eine Ausführungsform der im ersten und dritten Anspruch des Patentes Nr. 78301 gekennzeichneten mehrfachen Liderung, bei welcher die zwischen Stützringen (R) eingeklemmten Liderungselemente vom Kolben bis zur Wand der Packungskammer reichen und der Uebertritt der Druckflüssigkeit von einem Stützringe zum anderen dadurch ohne Berührung des eingeklemmten Theiles des Liderungselements erfolgt, dafs dieses Element aus zwei concentrischen, durch einen durchbohrten Theil des Zwischenringes getrennten Ringen besteht, oder dafs der un-

getheilte Liderungsring mittelst eines in dem einen Stützringe eingelötheten, in den anderen eingedichteten Röhrchens (S) durchbrochen wird (Fig. ι bis 4).
Eine Ausführungsform der im ersten und dritten Anspruch des Patentes Nr. 78301 gekennzeichneten mehrfachen Liderung, bei welcher die capillaren Kanäle mittelst in die Aufsenfläche der die Liderungselemente trennenden Stützringe (R) eingedrehter Schraubennuthen (h) hergestellt werden, entweder dadurch, dafs diese Stützringe mit ihren Aufsenflächen dicht in die Packungskammer eingesetzt werden, oder dafs die Eindichtung mittelst auf die Nuthen gewickelten Drahtes erfolgt, wobei sich rechteckige capillare Kanäle zwischen den auf einander folgenden Windungen der Drähte bilden (Fig. 4, 5, 7 und 8).
Eine Ausführungsform der im ersten und dritten Anspruch des Patentes Nr. 78301 gekennzeichneten mehrfachen Liderung, bei welcher die zwischen die Liderungselemente eingefügten Zwischenringe (R) nicht unmittelbar in die Packungskammer, sondern behufs bequemerer Einpassung in eine gemeinsame Büchse (V) eingesetzt sind, auf deren Aufsenfläche die capillaren Kanäle in der im vorstehenden Anspruch 2 angegebenen Weise hergestellt werden (Fig. 6 und 21). ^:

Eine Ausführungsform der im ersten und dritten Anspruch des Patentes Nr. 78301 gekennzeichneten mehrfachen Liderung als hydrostatische Liderung, bei welcher das Liderungselement U - förmigen Querschnitt hat und mit einem Theile seines Rückens gegen den bewegten Theil abdichtet, während seine Flantschen zwischen den Stützringen (R) und den den Zutritt der Druckflüssigkeit zu dem bewegten Theile vermittelnden Zwischenringen (U) eingeklemmt sind (Fig. 7 und 8).

Eine Ausführungsform der im ersten und zweiten Anspruch des Patentes Nr. 78301 gekennzeichneten mehrfachen Stopfbüchsenliderung, bei welcher die Liderungselemente aus Ringen von U - Querschnitt bestehen, welche mit ihrem Rücken an dem bewegten Theile anliegen und zwischen deren Schenkeln sich eine Säule von Ringen mit von der Mitte nach den Enden abnehmender Elasticität befindet, so dafs beim Anziehen des Stopfbüchsendeckels der mittlere Theil des Rückens am stärksten gegen den bewegten Theil gedrückt wird (Fig. 14).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.