DE921605C

DE921605C - Dichtung fuer Kolben und Kolbenstangen

Info

Publication number: DE921605C
Application number: DEL13640A
Authority: DE
Inventors: Walter Rothe
Original assignee: Luebecker Kaeltemaschinen G M
Current assignee: Luebecker Kaeltemaschinen G M
Priority date: 1952-04-16
Filing date: 1952-04-16
Publication date: 1954-12-23

Description

Dichtung für Kolben und Kolbenstangen Zusatz zum Patent 899 438 Durch Patent 899 438 sind Dichtungen für Kolben und Kolbenstangen für hin und her gehende und drehbare Bewegung bekanntgeworden, bei denen unter Zwischenschaltung elastischer, abdichtender Mittel vom Betriebsdruck innen und außen zylindrische Lamellenringe, zu mehreren eng nebeneinander in der Führungsnut des Dichtungsträgers liegend, senkrecht auf die Gleitfläche aufpreßbar sind.
Es hat sich bei der weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß dem Hauptpatent als wesentlicher Vorteil gezeigt, dieses aus einer Vielzahl dünner Lamellen bestehende Kolbenringpaket so breit zu machen, daß die axiale Breite des Lamellenpaketes ein Mehrfaches der Breite üblicher Kolbenringnuten beträgt. Es ist an sich bekannt, in normalbreiten Kolbenringnuten an Stelle eines breiten Kolbenringes üblicher Ringbreite ein Lamellenringpaket zu verwenden, dessen schmale Lamellenringe mit ihren Sprengungen gegeneinander versetzt sind.
Für die normale Anwendung solcher Latnellendichtungen ergeben sich daraus durch den Ersatz eines breiten Kolbenringes, dem im Abstand ein weiterer Kolbenring nachgeschaltet wird, ausreichende Abdichtungen, jedoch versagen solche Lamellenringpakete normaler Kolbenringbreite für die Aufgabe der Komprimierung von Gasen und Flüssigkeiten auf hohe Drücke. Bei solchen hohen Drücken, für die nach dem Hauptpatent die Anordnung eines Lamellenringpaketes auf einem spreizbaren, unter dem Innendruck stehenden elastischen Ring zur Anwendung kommt, hat sich herausgestellt, daß erst die erfindungsgemäße Zusammenschichtung einer Vielzahl dünner Lamellen zu einer solchen Paketbreite allen Druckanforderungen gerecht wird, wenn die axiale Breite ein Mehrfaches der Breite üblicher Kolbenringnuten ist.
Werden zusätzlich noch diese zu einem Paket geschichteten Lamellenringe zwischen zwei breiteren Kolbenringen in der Kolbennut geführt, so hat sich gezeigt, daß hiermit Hochdruckverdichter, wie z. B. Kohlensäureverdichter, in vorteilhafter Weise ohne Stopfbuchsen, also mit offenem Plungerkolben gebaut werden können.
Durch die Wahl eines übernormal breiten Lamellenpaketes mit ihrer Vielzahl von Lamellenringen wird der Dichtung ein hohes Anschmiegvermögen an den Gleitflächen der Zylinderwandung gegeben.
Das Lamellenpaket kann den Ungenauigkeiten an den Gleitflächen vollkommen folgen, so daß ein Abheben der Laufflächen voneinander und damit eine Störung der hier wirksamen, überaus feinen Dichtungsverhältnisse beim Gang der Maschine nicht eintritt.
Die Führung zwischen den beiden stärkeren Kolbenringen sichert dabei, daß in jeder Anlagestellung die einzelnen Lamellen des Lamellenpaketes unter dem Radialdruck der elastischen, spreizbaren Zwischenlage gegeneinander gleitfähig radial an die Gleitfläche mit ihren Stirnflächen angepreßt werden.
Wie sich aus der Praxis ergeben hat, bilden sich unter der Komponente der hin und her gehenden Bewegung und der nicht klemmenden Gleitführung der einzelnen Lamellenringe die Stirnkanten zu kreisförmigen Schlichtschneiden aus, die in ihrer Vielzahl bei übernormal breitem Lamellenpaket Abdichtungswerte erreichen lassen, die weit über den bisher bekannten Höchstwerten für Kolben oder Stangendichtungen liegen.
In den Zeichnungen sind beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Abb. i und 2 zeigen Kolbendichtungen; Abb. 3 zeigt eine Stangendichtung.
In einer entsprechend gestalteten Nut (s. Abb. i) des Kolbenkörpers i ist ein Profilring 2 aus geeignetem spreizbarem Material, beispielsweise Gummi,. angeordnet, dessen äußere Umfangsfläche die plane Aufnahme für die zwei metallischen Ringe 3 und die schmalen Metallamellen des übernormal breiten Lamellenpaketes 4 bilden.
Unterhalb des Gummiringes ist etwas freier Hohlraum vorhanden zu dem Zweck, dem Volumen des Gummikörpers, der durch die elastische Federung der geschlitzten, selbstspannenden Ringe 3 und Lamellen des Paketes 4 mehr oder minder zusammengedrückt wird, eine Ausweichmöglichkeit zu geben, andererseits dem vermittels feiner Kolbenbohrungen 5 und 6 zuströmenden Gas- oder Flüssigkeitsdruck einen Verteilungsraum unterhalb des Profilringes 2 zu bieten.
Die Wirkungsweise der Dichtung ist wie folgt: Vermittels der feinen Bohrungen 5 und 6 wird der im Hubraum herrschende Gas- oder Flüssigkeitsdruck auf die untere Fläche des Gummiringes 2 übertragen, der die Ringe 3 sowie die Lamellen des Paketes 4 nach außen gegen die Zylinderwandung preßt.
Durch die Anwendung zahlreicher, in einem breiten Paket nebeneinanderliegender Lamellen wird erreicht, daß sich die Sprengungen derselben ebensooft überdecken, wie Lamellen vorhanden sind.
Spaltverluste, wie es bei den zum Teil mit Labyrinthwirkung dichtenden Kolbenringen der Fall ist, treten hierbei nicht mehr auf.
In der Abb. 2 ist eine Variante dargestellt, bei der ein Rückschlagventil im Zuge der axialen feinen Kolbenbohrung 5 eingeordnet ist und das die Aufrechterhaltung der Druckspannung unterhalb des Lamellenpaketes 4 auch im Augenblick des Ablassens des Drucks im Kolbenraum bewirkt.
Bei der Abdichtung von Kolbenstangen ist die Anordnung analog in Abb. 3 dargestellt.
Hier ist die Abdichtungsanordnung mit den übernormal breiten Lamellen 4 zwischen den breiteren Kolbenringen 3 und die elastische Zwischenlage 2 im Gleitlager der Kolbenstange eingebaut und zur dichtenden Anlage an der Kolbenstange unter Zuhilfenahme eines über die Bohrung 5 eingeführten Druckmittels gebracht.
Der Arbeitsdruck, der hierbei auf die äußere Umfangsfläche des Zwischenringes 2 geleitet wird, bewirkt dann ein Anpressen der Dichtungselemente3,4 in Richtung senkrecht zur Achse der Kolbenstangen.
Gegebenenfalls kann auch hier der Eingang der Bohrung 5 durch ein Rückschlagventil 8, wie bei Abb. 2 dargestellt, verschlossen werden, auch kann sowohl bei der Kolben- als auch bei der Stangendichtung dem elastischen Zwischenring 2 eine Formgestaltung seiner Seitenwülste gegeben «erden, wie sie als eine beispielsweise Darstellung in der Abb. 2 veranschaulicht worden ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Dichtung für Kolben und Kolbenstangen für hin und her gehende und drehende Bewegung nach Patent 899 438, bei der unter Zwischenschaltung elastischer, abdichtender :Mittel vom Betriebsdruck innen und außen zylindrische Lamellenringe, zu mehreren eng nebeneinander in der Führungsnut des Dichtungsträgers liegend, senkrecht auf die Gleitfläche aufpreßbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Breite des Lamellenpaketes (4) ein Mehrfaches der Breite üblicher Kolbenringnuten beträgt.
2. Dichtung für Kolben und Kolbenstangen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Lamellenpaket (4) zwischen zwei breiteren Ringen (3) radial gleitend geführt ist.