ES2930042T3 - Anillo de empaquetadura con abertura de desgaste - Google Patents

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Andreas Kaufmann
Martin Lagler
Marian Janko-Grasslober
Matthias Kornfeld
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Abstract

El objetivo de la invención es proporcionar un anillo de embalaje (14) que esté construido de la manera más simple y compacta posible, permita una vida útil más larga y pueda adaptarse de forma flexible a diferentes condiciones de uso. De acuerdo con la invención, esto se logra porque al menos una abertura de desgaste (27) se proporciona en al menos un segmento anular (14a), extendiéndose dicha abertura de desgaste desde una superficie circunferencial externa radialmente exterior (23) y/o la segunda axial extremo del anillo (RE2) del segmento del anillo (14a) en la dirección de una superficie circunferencial interna radialmente interna (18) del segmento del anillo (14a), donde el extremo de la abertura de desgaste (27a) de la al menos una abertura de desgaste (27) está dispuesta a una distancia de la superficie circunferencial interna radialmente interna (18) del segmento anular (14a) en la dirección radial del segmento anular (14a), siendo dicha distancia como máximo el 40% de la altura radial del anillo (RH) que se extiende entre la superficie circunferencial externa exterior (23) y la superficie circunferencial interna radialmente interna (18) del segmento del anillo (14a), y el extremo de la abertura de desgaste (27a) se encuentra entre el primero y el segundo extremo del anillo axial (RE1, RE2) y está dispuesto a una distancia del primer y segundo eje extremo del anillo dial (RE1, RE2). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Anillo de empaquetadura con abertura de desgaste
La invención se refiere a un anillo de empaquetadura con al menos tres segmentos de anillo con respectivamente un primer extremo de segmento y un segundo extremo de segmento en la dirección circunferencial, donde una primera superficie de contacto tangencial del primer extremo de segmento de un segmento de anillo se apoya en una segunda superficie de contacto tangencial del segundo extremo de segmento de un segmento de anillo que se conecta a él en la dirección circunferencial para generar un sellado radial del anillo de empaquetadura y una primera superficie de contacto axial del primer extremo de segmento de un segmento de anillo dirigida hacia un primer extremo de anillo axial del anillo de empaquetadura se apoya en una segunda superficie de contacto axial del segundo extremo de segmento de un segmento de anillo, que se conecta a él en la dirección circunferencial, dirigida hacia un segundo extremo de anillo axial del anillo de empaquetadura para generar un sellado axial del anillo de empaquetadura. Además, la invención se refiere a un dispositivo de sellado para el sellado de un vástago de pistón oscilante en traslación con una carcasa, en la que está previsto un número de anillos de empaquetadura dispuestos axialmente uno detrás de otro, así como a un compresor de pistón con una carcasa de compresor y al menos una carcasa de cilindro dispuesta en ella, en la que un pistón oscila en traslación. Además, la invención se refiere a un procedimiento para el sellado de un vástago de pistón oscilante en traslación de un compresor de pistón con al menos un anillo de empaquetadura.
Los compresores de pistón en modo constructivo de cabeza cruzada, ante todo en el modo constructivo de doble efecto, requieren un sellado del compartimento de compresión del lado del cigüeñal en el cilindro, en el que reina la presión de cilindro (alta) variable en el tiempo, a lo largo del vástago del pistón oscilante. Este sellado se realiza, por regla general, contra la presión (baja) que reina en la caja de cigüeñal, que corresponde esencialmente a la presión ambiental. Los elementos de sellado, que se utilizan en un sellado de este tipo, se denominan anillos de empaquetadura y están dispuestos en una denominada empaquetadura a presión. A este respecto, los elementos de sellado pueden seguir movimientos laterales del vástago de pistón hasta cierto punto, sin perder su efecto de sellado. Para aumentar la vida útil y la fiabilidad de una empaquetadura a presión, en una empaquetadura a presión se conectan generalmente axialmente en serie varios anillos de empaquetadura de este tipo. Por el estado de la técnica, tales empaquetaduras a presión o sellados se conocen suficientemente en las configuraciones más diversas, por ejemplo, por el documento GB 928749 A, el US 1008655 A o el EP 2056003 A1.
Debido al movimiento relativo entre el vástago de pistón y los anillos de empaquetadura, los anillos de empaquetadura en las superficies de contacto con el vástago de pistón están sujetos a un cierto desgaste. Este desgaste de anillo requiere por lo general formas de anillo cortadas que permiten un ajuste continuo automático del anillo con la remoción de material en la superficie de contacto del anillo/vástago de pistón. Para ello se utilizan en la mayoría de los casos anillos cortados radial y tangencialmente, que se utilizan en pares en las cámaras de empaquetadura de la empaquetadura a presión, para cubrir mutuamente las hendiduras de choque que se producen para la compensación del desgaste. Tales combinaciones de anillos cortados radial/tangencialmente son juntas de efecto simple que sellan solo en la dirección de la cabeza de cruz, mientras que en el transcurso de la fase de reexpansión del lado de cigüeñal del compresor de pistón, los cortes radiales aseguran que no se pueda encerrar una presión más alta en la empaquetadura. En el caso de formas anulares cortadas se utilizan, como es sabido, habitualmente resortes tubulares enrollados sobre la circunferencia exterior, que aprietan los anillos de empaquetadura también en el estado sin presión contra el vástago de pistón.
Especialmente a presiones más altas, en disposiciones convencionales también se puede producir una extrusión apreciable de los anillos de empaquetadura en el intersticio formado entre el vástago de pistón y la carcasa de empaquetadura o el disco de cámara. Para evitar en la medida de lo posible esta extrusión, entre el anillo en el lado de baja presión y el disco de cámara se pueden utilizar anillos de apoyo metálicos adicionales que no tocan el vástago de pistón de forma plana, como se da a conocer, por ejemplo, en el documento US 3305241 A.
En el caso de una combinación de un anillo de empaquetadura cortado radialmente y uno cortado tangencialmente, el sellado hacia el vástago de pistón se realiza esencialmente solo a través del anillo de empaquetadura cortado tangencialmente, cuyos segmentos de anillo se pueden aproximar a través de la guía de corte tangencial en caso de desgaste y, por lo tanto, mantener el efecto de sellado. El anillo de empaquetadura cortado radialmente sirve esencialmente solo para sellar los intersticios de desgaste del anillo de empaquetadura tangencial en la dirección axial y radial. El anillo de empaquetadura radial se desgasta solo hasta que los segmentos de anillo se apoyan uno contra el otro en la dirección circunferencial. Por lo tanto, los anillos de empaquetadura cortados radial y tangencialmente se desgastan de manera diferente. Para evitar que el anillo de empaquetadura cortado radialmente y el cortado tangencialmente se giran uno respecto al otro, lo que puede conducir a que las hendiduras de desgaste del anillo de empaquetadura cortado tangencialmente ya no estén cubiertas y, en consecuencia, se pierda el efecto de sellado, debe estar prevista una protección contra la rotación entre los anillos. Una protección contra la rotación de este tipo está realizada por lo general como un pasador, que se inserta en escotaduras asociadas en el anillo de empaquetadura cortado radial y tangencialmente. Por lo tanto, en el documento EP 2056 003 A1 ya se ha propuesto no prever una combinación de anillo de empaquetadura a partir de un anillo de empaquetadura cortado radial y tangencialmente, sino solo un único anillo de empaquetadura que está cortado tanto radial como también tangencialmente. De este modo se puede reducir la longitud constructiva axial de una empaquetadura a presión y, en consecuencia, de todo el sellado.
Con el aumento de las presiones de compresión del compresor, también aumenta la solicitación de los anillos de empaque y, por lo tanto, también su desgaste. Un método conocido para reducir la carga de un anillo de empaquetadura segmentado es prever una compensación de presión, tal como se muestra, por ejemplo, en el documento EP 2056003 A1. A este respecto, la presión más alta aplicada se transporta selectivamente a través de una o varias ranuras de compensación de presión que se extienden en la dirección circunferencial en la superficie de sellado dinámica (radialmente entre el anillo de empaquetadura y el vástago de pistón) y axialmente más cerca en la dirección del lado opuesto a la presión (en el lado de la carcasa del cigüeñal). De este modo se reduce la presión superficial en la superficie de sellado dinámica, baja la potencia de fricción y aumenta la vida útil. Pero, es desventajoso que este principio de compensación de presión solo se pueda aumentar hasta cierto punto, ya que mediante la(s) ranura(s) de compensación de presión el espesor de pared residual axialmente restante en el anillo de empaquetadura ya no es suficientemente estable y debido a las presiones aplicadas se pueden producir deformaciones y, en consecuencia, fugas. Una desventaja adicional de los anillos de empaquetadura altamente equilibrados en presión es que los anillos se presionan radialmente contra el vástago del pistón con solo todavía una pequeña fuerza residual. Dado que el vástago de pistón está sujeto, además del movimiento oscilante en traslación, por lo general también a un cierto movimiento lateral, las fuerzas de fricción en la superficie de contacto axial del anillo de empaquetadura pueden impedir o al menos retardar el movimiento radial del anillo, de modo que se puede producir el levantamiento del anillo del vástago de pistón y las fugas asociadas con ello.
El documento US 3,305,241 da a conocer un anillo de empaquetadura cortado tangencialmente de tres piezas, donde en cada segmento de anillo está previstos dos orificios radiales de forma central entre las dos superficies frontales. Los orificios desembocan en una ranura circunferencial en la superficie circunferencial interior. Para el sellado axial se requiere un anillo cobertor separado. En las superficies frontales están dispuestas ranuras para reducir el apriete axial. El documento DE 699 35834 T2 no da a conocer un anillo de empaquetadura de un vástago de pistón oscilante en traslación, sino un anillo de sellado para árboles giratorios. El anillo presenta cuatro segmentos, donde en cada segmento están dispuestos tres orificios radiales que desembocan en una ranura circunferencial interior. En las superficies frontales axiales están previstas ranuras para reducir la carga de presión del segmento contra una carcasa. El documento US 1,999,094 A da a conocer un anillo de empaquetadura con tres segmentos de anillo, donde está previsto un orificio oblicuo que conecta una ranura circunferencial en la superficie circunferencial interior con una escotadura en la superficie frontal axial. El anillo no está cortado tangencialmente. El documento CH 439 897 A da a conocer un anillo de empaquetadura de varias piezas que se compone de un anillo de sellado y un anillo cobertor que se conecta axialmente a él. El anillo de sellado presenta tres segmentos de anillo que están separados por juntas tangenciales. Por cada segmento de anillo están previstos uno o varios orificios de estrangulación que conectan la superficie circunferencial interior con la superficie circunferencial exterior. El documento KR 101 898 141 B1 da a conocer un anillo de empaquetadura según el preámbulo de la reivindicación 1.
Por lo tanto, un objetivo de la invención es especificar un anillo de empaquetadura de varias piezas y un dispositivo de sellado que eliminen las desventajas del estado de la técnica. En particular, el anillo de empaquetadura debe permitir un sellado mejorado tanto en la dirección axial como radial, estar construido de la forma más sencilla y compacta y permitir una compensación de presión mejorada a lo largo de la vida útil.
Según la invención, el objetivo se consigue porque en al menos un segmento de anillo está prevista al menos una abertura de desgaste, que se extiende desde una superficie circunferencial exterior radialmente externa y/o el segundo extremo de anillo axial del segmento de anillo en la dirección de una superficie circunferencial interior radialmente interna del segmento de anillo, donde un extremo de abertura de desgaste radialmente interno de la al menos una abertura de desgaste dirigido hacia la superficie circunferencial interior está espaciado a una distancia en la dirección radial del segmento de anillo de la superficie circunferencial interior radialmente interna del segmento de anillo, que asciende como máximo al 40 % de una altura de anillo radial que se extiende entre la superficie circunferencial exterior externa y la superficie circunferencial interior radialmente interna del segmento de anillo, donde el extremo de abertura de desgaste se encuentra entre el primer y el segundo extremo de anillo axial y está espaciado del primer y segundo extremo de anillo axial, y donde el extremo de abertura de desgaste está expuesto a partir de un cierto estado de desgaste del anillo de empaquetadura en la superficie circunferencial interior radialmente interna, de modo que la abertura de desgaste conecta la superficie circunferencial exterior radialmente externa y el segundo extremo de anillo axial del anillo de empaquetadura con la superficie circunferencial interior radialmente interna. De este modo, a partir de un estado de desgaste determinado, en el que la abertura de desgaste se expone en la superficie circunferencial interior radialmente interna del anillo de empaquetadura, se puede permitir una compensación de presión entre una alta presión aplicada en la superficie circunferencial exterior y el segundo extremo del anillo axial y una presión relativamente menor aplicada en el primer extremo del anillo axial. De este modo, se reduce la presión de apriete en el vástago del pistón, por lo que se puede reducir el desgaste.
Es ventajoso si al menos una sección final dirigida hacia la superficie circunferencial interior radialmente interna de al menos una abertura de desgaste está inclinada en la dirección del primer extremo de anillo axial. De este modo, el comportamiento de compensación de presión a partir de la exposición de la abertura de desgaste en la superficie circunferencial interior radialmente interna del anillo de empaquetadura se puede adaptar al desgaste radial progresivo del anillo de empaquetadura, en particular se puede aumentar.
Ventajosamente, al menos una abertura de desgaste presenta un desarrollo recto y una sección transversal circular constante con un diámetro de abertura de desgaste que es del 2-60 %, preferentemente del 2-40 % de la anchura de anillo axial del anillo de empaquetadura. De este modo, las aberturas de desgaste se pueden fabricar fácilmente, por ejemplo, mediante taladrado o fresado, donde las dimensiones han demostrado ser ventajosas para lograr una compensación de presión lo mejor posible.
Preferentemente, una limitación dirigida hacia el primer extremo de anillo axial de al menos de una abertura de desgaste está espaciada a una distancia axial de abertura de desgaste en la dirección axial del primer extremo de anillo axial, que es del 2 % al 20 % de la anchura anular axial, preferentemente del 2-15 %. De este modo, se puede mejorar la compensación de presión sin reducir indebidamente la estabilidad del anillo de empaquetadura.
Preferentemente, en al menos un segmento de anillo está prevista al menos una abertura de descarga, que se extiende desde la superficie circunferencial interior radialmente interna del segmento de anillo hasta la superficie circunferencial exterior radialmente externa y/o hasta el segundo extremo de anillo axial del segmento de anillo. De este modo, se permite una compensación de presión entre una presión alta que se aplica a la superficie circunferencial exterior y al segundo extremo del anillo axial y una presión relativamente más baja que se aplica al primer extremo del anillo axial, con lo que se puede reducir el desgaste.
Ventajosamente, un primer extremo de abertura de descarga que desemboca en la superficie circunferencial interior radialmente interna del segmento de anillo de al menos a una abertura de descarga está dispuesto a una distancia axial de abertura de descarga espaciada del primer extremo de anillo axial, que es del 4 % al 40 % de la anchura de anillo axial del segmento de anillo, preferentemente del 4-20 %. De este modo, la compensación de presión en la dirección axial se puede acercar lo más posible al lado de baja presión, sin debilitar el anillo de empaquetadura de forma inadmisible.
Preferentemente, la al menos una abertura de descarga presenta al menos en el extremo de abertura de descarga una longitud de abertura de descarga en la dirección circunferencial que es del 2-100 % de la anchura de anillo axial del anillo de empaquetadura, preferentemente del 2-50 %, en particular como máximo del 25 % de la anchura de anillo axial. De este modo se puede prever, por ejemplo, una escotadura en forma de ranura, que se extiende sobre una zona relativamente pequeña en la dirección circunferencial, en la superficie circunferencial interior.
Preferentemente, en al menos un segmento de anillo están previstas al menos dos aberturas de descarga, donde las aberturas de descarga presentan respectivamente un primer extremo de abertura de descarga que desemboca en la superficie circunferencial interior radialmente interna del segmento de anillo, donde los primeros extremos de abertura de descarga de dos aberturas de descarga dispuestas una al lado de otra en la dirección circunferencial están dispuestas espaciadas a una distancia circunferencial de abertura de descarga entre sí, que es preferentemente de 1 mm a 15 mm, donde la distancia circunferencial de abertura de descarga entre todas las aberturas de descarga de un segmento de anillo es preferentemente de igual tamaño. De este modo se puede mejorar la compensación de presión, en particular en la dirección circunferencial de forma más uniforme.
Preferentemente, al menos una sección de al menos una abertura de descarga adyacente a la superficie circunferencial interior radialmente interna del anillo de empaquetadura está inclinada o curvada en la dirección del primer extremo del anillo axial. De este modo, la compensación de presión se puede adaptar al desgaste radial del anillo de empaquetadura, en particular se puede aumentar.
De manera ventajosa, está prevista al menos una abertura de descarga, cuyo primer extremo de abertura de descarga, que desemboca en la superficie circunferencial interior radialmente interna del anillo de empaquetadura, está espaciado de un segundo extremo de abertura de descarga de la abertura de descarga, que desemboca en la superficie circunferencial exterior radialmente externa del anillo de empaquetadura, en la dirección circunferencial. De este modo, por ejemplo, en la superficie circunferencial interior interna en la zona del primer extremo de segmento se puede prever un orificio de descarga que se extiende oblicuamente desde la superficie circunferencial interior interna situada hasta la superficie circunferencial exterior externa del anillo de empaquetadura.
Preferentemente, la al menos una abertura de descarga presenta al menos en el extremo de la abertura de descarga una anchura de abertura de descarga axial que es del 2-30 %, preferentemente del 2-20 % de la anchura de anillo axial del anillo de empaquetadura. Preferentemente, la abertura de descarga presenta un desarrollo recto y una sección transversal circular constante con un diámetro de abertura de descarga que es del 2-30 %, preferentemente del 2-20 % de la anchura de anillo axial del anillo de empaquetadura. De este modo, las aberturas de descarga se pueden fabricar fácilmente, por ejemplo, mediante taladrado o fresado, donde las dimensiones han demostrado ser ventajosas para lograr una compensación de presión lo mejor posible.
Según otra configuración ventajosa, en al menos un segmento de anillo está prevista al menos una escotadura de compensación, que se extiende desde la superficie circunferencial exterior radialmente externa del segmento de anillo en la dirección de la superficie circunferencial interior radialmente interna del segmento de anillo y se extiende desde el primer extremo de anillo axial en la dirección del segundo extremo de anillo axial, donde está prevista preferentemente al menos una escotadura de compensación por segmento de anillo. De este modo se puede reducir la presión de apriete axial en una pared y de este modo la fricción en la dirección radial, con lo que el anillo de empaquetadura puede seguir mejor los movimientos laterales de un vástago de pistón.
Además, es ventajoso si en la superficie circunferencial interior radialmente interna de al menos un segmento de anillo está prevista al menos una escotadura de arranque que se extiende en la dirección axial del segmento de anillo desde el segundo extremo de anillo axial en la dirección del primer extremo de anillo axial y se extiende en la dirección radial del segmento de anillo desde la superficie circunferencial interior radialmente interna del segmento de anillo en la dirección de la superficie circunferencial exterior radialmente externa del segmento de anillo, para configurar una superficie de arranque más pequeña con respecto a toda la superficie circunferencial interior radialmente interna, donde la escotadura de arranque presenta una profundidad de escotadura de arranque radial de como máximo el 3 % de la altura de anillo, donde un primer extremo de abertura de descarga de la al menos una abertura de descarga desemboca en la escotadura de arranque hasta un desgaste de la superficie de arranque y desemboca en la superficie circunferencial interior radialmente interna después de un desgaste de la superficie de desgaste. De este modo, en la superficie circunferencial interior radialmente interna del anillo de empaquetadura, no comprendida por la escotadura de arranque, se puede generar durante la fase de arranque de un compresor una elevada presión superficial, lo que es ventajoso en particular en el caso de anillos de empaquetadura altamente compensados por presión, para reducir la fuga durante el arranque.
Es ventajoso si en la superficie circunferencial exterior radialmente externa de al menos un segmento de anillo, preferentemente de cada segmento de anillo, está prevista al menos una ranura axial, que se extiende desde el primer extremo de anillo axial hasta el segundo extremo de anillo axial. De este modo se puede mejorar la rigidez estructural del segmento de anillo y, en consecuencia, del anillo de empaquetadura.
El objetivo se consigue además con un dispositivo de sellado, donde está previsto al menos un anillo de empaquetadura según la invención en el dispositivo de sellado, así como con un compresor de pistón, donde está previsto al menos un anillo de empaquetadura según la invención en la carcasa del compresor.
El objetivo se consigue además con un procedimiento según la reivindicación 15.
La presente invención se explica con más detalle a continuación en referencia a las figuras 1 a 8d, que muestran a modo de ejemplo, de forma esquemática y no limitativa configuraciones ventajosas de la invención. A este respecto muestra
Fig. 1 un dispositivo de sellado para un vástago de pistón,
Fig.2 un anillo de empaquetadura en una vista isométrica,
Fig.3a y 3b un anillo de empaquetadura o un segmento de anillo en una vista en planta del primer extremo de anillo axial,
Fig.4a y 4b un anillo de empaquetadura o un segmento de anillo en una vista en planta del segundo extremo de anillo axial,
Fig.5a y 5b relaciones de presión en un anillo de empaquetadura,
Fig.6 un anillo de empaquetadura en una vista en planta de la superficie circunferencial exterior y representaciones en sección en distintas posiciones del anillo de empaquetadura,
Fig.7a-7d respectivamente un segmento de anillo del anillo de empaquetadura con diferentes configuraciones de escotaduras de compensación,
Fig.8a-8d un segmento de anillo del anillo de empaquetadura con una sección de arranque en distintas vistas.
En la fig. 1 está representado un dispositivo de sellado 1 (empaquetadura a presión) conocido en el estado de la técnica para un vástago de pistón 2 oscilante en traslación, por ejemplo, de un compresor de pistón (no representado) suficientemente conocido con cabeza de cruz. El vástago de pistón 2 realiza esencialmente un movimiento oscilante en traslación, tal como está simbolizado por la flecha doble. El movimiento de traslación resulta del conocido modo constructivo de cabeza cruzada de las máquinas de pistón, que se utiliza especialmente en máquinas de pistón grandes y de marcha relativamente lenta, por ejemplo, en compresores de gas o motores diésel grandes. A este respecto, las fuerzas laterales de la barra de empuje se apoyan en una denominada articulación de cabeza de cruz, que está dispuesta montada en la carcasa de cigüeñal. El pistón, que está fijado con un vástago de pistón en la cabeza de cruz, realiza de este modo solo todavía un movimiento esencialmente en traslación El concepto de la cabeza de cruz se conoce en principio por lo que en este punto no se entra con más detalle en él. Bajo movimiento en traslación puro se debe entender aquí, sin embargo, que el vástago de pistón 2 también puede estar sujeto a pequeños movimientos laterales.
El dispositivo de sellado 1 está dispuesto en el estado montado en el compresor de pistón de modo que un primer extremo de sellado axial AE1 está dirigido en la dirección axial hacia el pistón del compresor de pistón dispuesto en un cilindro (no representado). Un segundo extremo de sellado axial opuesto AE2 del dispositivo de sellado 1 está dirigido hacia la carcasa del cigüeñal del compresor de pistón. Por lo tanto, el dispositivo de sellado 1 sirve para el sellado de una alta presión Ph en el primer extremo de sellado AE1 (en el cilindro) en comparación con una presión Pn relativamente más baja en el segundo extremo de sellado AE2 (en la carcasa del cigüeñal), que corresponde esencialmente a la presión ambiente o puede ser ligeramente superior. Para lograr un efecto de sellado lo mejor posible es importante para garantizar que el medio comprimido pueda salir lo menos posible del cilindro hacia la carcasa de cigüeñal y desde allí, en determinadas circunstancias, hacia el entorno. En particular en el caso de compresores de gas, en los que por ejemplo se comprime gas natural, esto es muy importante para evitar que se forme una mezcla inflamable de gas y aire fuera del compresor, que en determinadas circunstancias podría conducir a una llama o a una explosión. Además, por razones de seguridad, se requiere un sellado lo mejor posible para no poner en peligro a las personas en el entorno del compresor. Adicionalmente, es ventajoso un sellado lo mejor posible para aumentar la cantidad de suministro y, en consecuencia, la eficiencia del compresor.
El dispositivo de sellado 1 presenta, por regla general, una carcasa 3 esencialmente cilíndrica, que puede estar montada, por ejemplo, a partir de un número i de segmentos de carcasa 3i dispuestos axialmente uno detrás de otro (también denominados discos de cámara). En el ejemplo representado, el dispositivo de sellado 1 presenta una pluralidad de cámaras 4 dirigidas hacia la barra de cigüeñal 2, que en este caso están configuradas mediante escotaduras en los segmentos de carcasa 3i. En las cámaras 4 están dispuestos respectivamente uno o varios anillos de empaquetadura 7a-7c en distintas formas de realización, por ejemplo, la combinación mencionada al principio de un anillo de empaquetadura cortado radialmente y un anillo de empaquetadura cortado tangencialmente o, como se representa, un anillo de empaquetadura 7b combinado cortado radial/tangencialmente. A continuación, axialmente en los anillos de empaquetadura 7a-c, para evitar una extrusión de los anillos de empaquetadura 7a-c puede estar previsto respectivamente todavía un anillo de apoyo 8, que está fabricado, por ejemplo, de un metal adecuado. El dispositivo de sellado 1 representado presenta a modo de ejemplo tres tipos distintos de anillos de empaquetadura 7, donde como primer anillo de empaquetadura 7a adyacente al cilindro está previsto un llamado anillo de ruptura de presión o "pressure breaker" que sirve para reducir la velocidad de flujo del gas. En la dirección de la carcasa de cigüeñal adyacente al anillo de empaquetadura 7a están dispuestos dos anillos de empaquetadura 7b, respectivamente en una cámara 4b. Los anillos de empaquetadura 7b son aquí anillos de empaquetadura combinados convencionales cortados radial/tangencialmente. Los anillos de empaquetadura 7c que se conectan axialmente a los mismos están dispuestos respectivamente en una cámara 4c, y en el ejemplo representado están separados de las cámaras 4b o de los anillos de empaquetadura 7b dispuestos en ellas por una cámara tampón 4e. Los anillos de empaquetadura 7c forman en el ejemplo de realización representado una barrera de sellado, tal como se describe, por ejemplo, en el documento EP 2 376 819 B1 o EP 2 855 982 B1. Para ello, en las cámaras 4c se suministra un medio de sellado a presión, por ejemplo, aceite de sellado, a través de un conducto de entrada 9. A través de un conducto de salida 10 se puede evacuar el medio de sellado para una circulación. A través del medio de sellado, los anillos de empaquetadura 7c se solicitan radialmente desde el exterior y axialmente con una presión de aceite y se presionan por este contra el vástago de pistón 2 y separado axialmente para generar o mejorar el sellado. Por el contrario, los anillos de empaquetadura 7b se sujetan en el vástago de pistón 2 por medio de resortes tubulares 11 dispuestos en la circunferencia y se presionan durante el funcionamiento mediante una diferencia de presión contra el vástago de pistón 2. Sin embargo, el sellado a través de una barrera de sellado por medio de anillos de empaquetadura 7c está representado solo por la integridad y no desempeña ningún papel para la invención.
En el segundo extremo de sellado axial AE2 del dispositivo de sellado 1 están dispuestos a continuación en los anillos de empaquetadura 7b dos anillos rascadores 13, que están previstos para rascar y recoger el medio de sellado que se adhiere al vástago de pistón 2. Los anillos rascadores 13 rascan el medio de sellado y lo evacúan radialmente hacia fuera en una cámara 4d. De la cámara 4d se evacua el medio de obturación por medio de un conducto colector 12, a continuación, por ejemplo, se filtra, se recoge en un recipiente de almacenamiento y se suministra de nuevo a los anillos de empaquetadura 7b.
El dispositivo de sellado 1 en la fig. 1 es, por supuesto, solo a modo de ejemplo y puede estar realizado de manera arbitrariamente diferente, en particular con otras disposiciones de anillos de empaquetadura 7a-c y/o anillos rascadores 13. Por ejemplo, también se podría prescindir completamente de los segmentos de carcasa 3i para la configuración de las cámaras 4c para el sellado por medio de una barrera de sellado y de la cámara de tampón 4e y en el dispositivo de sellado 1 solo se podrían prever segmentos de carcasa 3i con cámaras 4b para anillos de empaquetadura 7b y una o varias cámaras 4d para anillo(s) raspador(es) 13. Según la invención, en el dispositivo de sellado 1 está dispuesto al menos un anillo de empaquetadura 14 realizado según la invención descrito a continuación.
El anillo de empaquetadura 14 según la invención explicado a continuación con referencia a las fig. 2d - fig. 8d se refiere, por ejemplo, a uno de los anillos de empaquetadura 7b representados en la fig. 1. Pero, naturalmente, el dispositivo de sellado 1 mostrado solo se debe entender a modo de ejemplo para explicar la aplicación del anillo de empaquetadura 14 según la invención. Por supuesto, el dispositivo de sellado 1 también podría presentar más o menos anillos de empaquetado 7a que funcionan en seco (anillos de ruptura de presión), anillos de empaquetado 7b, anillos de empaquetado 7c cargados con medio de sellado y anillos rascadores 13, por ejemplo, también solo uno o varios anillos de empaquetado 7b que funcionan en seco, donde está previsto al menos un anillo de empaquetado 14 según la invención.
En la fig. 2 está representado un anillo de empaquetadura 14 en una configuración ventajosa de la invención. El anillo de empaquetadura 14 presenta una abertura 15 central esencialmente cilíndrica, a través de la que se extiende, en el estado montado, el vástago de pistón 2 oscilante en traslación (véase la fig. 1), por ejemplo, de un compresor de pistón. El diámetro de la abertura cilindrica 15, es decir, el diámetro interior Di (véase la fig. 3a) del anillo de empaquetadura 14, corresponde esencialmente al diámetro del vástago de pistón 2 o se adapta durante el funcionamiento también en caso de desgaste, como se explica con más detalle. El anillo de empaquetadura 14 presenta al menos tres segmentos de anillo 14a con respectivamente un primer extremo de segmento SE1 en la dirección circunferencial y un segundo extremo de segmento SE2 en la dirección circunferencial. Los tres segmentos de anillo 14a están realizados preferentemente de forma idéntica y se pueden ensamblar adyacentes entre sí en la dirección circunferencial para configurar el anillo de empaquetadura 14. La subdivisión del anillo de empaquetadura 14 en segmentos de anillo 14a tiene la ventaja de que el anillo de empaquetadura 14 se puede montar más fácilmente en el vástago de pistón 2 y que se puede compensar mejor un desgaste del anillo de empaquetadura 14 que se produce durante el funcionamiento del compresor. En particular, el vástago de pistón 2 no se debe desmontar para disponer el anillo de empaquetadura 14 alrededor del vástago de pistón 2.
En el primer extremo de segmento SE1 de un segmento de anillo 14a están previstas una primera superficie de contacto tangencial 19a y una primera superficie de contacto axial 16 (véase también la fig. 3b), donde la primera superficie de contacto axial 16 está dirigida hacia el primer extremo de anillo axial RE1. Tanto la primera superficie de contacto tangencial 19a como también la primera superficie de contacto axial 16 están limitadas preferentemente por una primera superficie de limitación del desgaste 22. En el ejemplo representado, la primera superficie de contacto tangencial 19a y la primera superficie de contacto axial 16 lindan directamente entre sí y están dispuestas preferentemente en un ángulo recto entre sí. En el caso más sencillo, en el primer extremo de segmento SE1 puede estar prevista una primera escotadura de segmento axial (véase también la fig. 3b), que se extiende desde un primer extremo de anillo axial RE1 del anillo de empaquetadura 14 parcialmente en la dirección de un segundo extremo de anillo axial RE2 opuesto axialmente. Las superficies de limitación de la primera escotadura de segmento axial configuran con ello la primera superficie de contacto tangencial 19a y la primera superficie de contacto axial 16, así como adicionalmente la primera superficie de limitación de desgaste 22, cuya función se explica en detalle a continuación.
En el segundo extremo de segmento SE2 de un segmento de anillo 14a está prevista una segunda superficie de contacto tangencial 19b, que se apoya en la primera superficie de contacto tangencial 19a del primer extremo de segmento SE1 de un segmento de anillo 14a que se conecta a él en la dirección circunferencial, para generar un sellado radial del anillo de empaquetadura 14. Además, en el segundo extremo de segmento SE2 de un segmento de anillo 14a está prevista una segunda superficie de contacto axial 17 (véase también la fig. 4a 4b), que se apoya en la primera superficie de contacto axial 16 del primer extremo de segmento SE1 de un segmento de anillo 14a adyacente a él en la dirección circunferencial, para generar un sellado axial del anillo de empaquetadura 14. La segunda superficie de contacto tangencial 19b y la segunda superficie de contacto axial 17 lindan preferentemente entre sí y están dispuestas ventajosamente en un ángulo recto entre sí. En el caso más sencillo, como se representa, en el segundo extremo de segmento SE2 de los segmentos de anillo 14a puede estar prevista una segunda escotadura de segmento axial (véase también la fig. 4b), que se extiende desde el segundo extremo de anillo axial RE2 del anillo de empaquetadura 14 parcialmente axialmente en la dirección del primer extremo de anillo axial opuesto RE1. La limitación axial de la segunda escotadura de segmento axial configura a este respecto la segunda superficie de contacto axial 17 y la limitación en la dirección circunferencial configura una segunda superficie final 29. Sin embargo, la segunda escotadura de segmento axial no configura la segunda superficie de contacto tangencial 19b, esta se forma, por ejemplo, porque el segmento de anillo 14a está cortado radialmente de forma tangencial hacia fuera en el segundo extremo de segmento SE2. Sin embargo, cabe señalar en este punto que el término tangencial en relación con la primera y segunda superficie de contacto tangencial 19a, 19b no significa necesariamente tangencial en el sentido estrictamente matemático. Esto significa que el desarrollo de las superficies de contacto tangencial 19a, 19b no tiene que formar necesariamente una tangente de una curvatura tal como, por ejemplo, el diámetro interior Di o el diámetro exterior Da. Las primeras y segundas escotaduras de segmento se pueden fabricar con ello, por ejemplo, por medio de una fresa adecuada o se pueden ahorrar en el curso de un procedimiento de moldeo por inyección.
El anillo de empaquetadura 14 se dispone en el estado montado en el compresor, de modo que el primer extremo de anillo axial RE1 está dirigido hacia la carcasa de cigüeñal, en la que reina la baja presión Pn, que corresponde esencialmente a la presión ambiente (o puede ser ligeramente superior) y que el segundo extremo de anillo axial RE2 está dirigido hacia el cilindro, en el que reina la presión Ph relativamente más alta. A continuación, para ello también se utilizan los términos lado de alta presión y lado de baja presión. A este respecto, se debe tener en cuenta que cuando se disponen varios anillos de empaquetadura 14 axialmente uno detrás de otro en un dispositivo de 1, la presión sobre todo el dispositivo de sellado 1 se reduce de la alta presión PH en el lado del cilindro a la baja presión Pn en el lado de la carcasa de cigüeñal con respecto a ella. Esto significa que el anillo de empaquetadura 14, que es adyacente como primero al cilindro en la dirección axial, está expuesto a presiones más altas que los siguientes anillos de empaquetadura 14 en la dirección a la carcasa del cigüeñal. Las relaciones de presión en los anillos de empaquetadura 14 de un dispositivo de sellado 1 se diferencian, por lo tanto, por lo general.
En el estado nuevo montado, cuando el anillo de empaquetadura 14 aún no presenta desgaste, en el ejemplo representado, las superficies de limitación de desgaste primera y segunda dirigidas una hacia otra en la dirección circunferencial 21,22 de segmentos de anillo 14a adyacentes están espaciadas entre sí por una distancia de desgaste a, donde las superficies de contacto tangencial 19a, 19b y las superficies de contacto axial 16, 17 se apoyan naturalmente una contra la otra para generar el sellado radial y axial del anillo de empaquetadura 14. Esta distancia de desgaste a sirve para compensar el desgaste al que está sometido el anillo de empaquetadura 14 durante el funcionamiento en curso en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna. En la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa del anillo de empaquetadura 14 puede estar prevista una ranura circunferencial 20 que se extiende en la dirección circunferencial alrededor de todo el anillo de empaquetadura 14. La ranura circunferencial 20 está prevista para recibir un resorte tubular 11 (no representado) que sujeta el anillo de empaquetadura 14 de forma radial y retenerlo en el estado montado en el vástago de pistón 2, como se ha explicado con ayuda de la fig. 1.
Cuando se produce un desgaste en la superficie circunferencial interior 18, el resorte tubular 11 en combinación con la alta presión del lado del cilindro Ph se encarga de que el anillo de empaquetadura 14 se reajuste automáticamente radialmente deslizando las superficies de contacto tangencial 19a, 19b dirigidas una hacia otra de los segmentos de anillo 14a, como se indica en la fig. 3a mediante las flechas en los extremos de segmento SE1, SE2. Debido al desgaste se reduce la distancia de desgaste a hasta que se alcanza un reajuste de desgaste máximo posible, en el que la distancia de desgaste se convierte en cero (a=0) y una segunda superficie de limitación de desgaste 21 prevista en la dirección circunferencial al final del segundo extremo de segmento SE2 de un segmento de anillo 14a se apoya en la primera superficie de limitación de desgaste 22 del primer extremo de segmento SE1 de un segmento de anillo 14a adyacente en la dirección circunferencial.
Según la invención, en al menos un segmento de anillo 14a del anillo de empaquetadura 14, preferentemente en cada segmento de anillo 14a, está prevista al menos una abertura de desgaste 27, que se extiende desde la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa y/o el segundo extremo de anillo axial RE2 del anillo de empaquetadura 14 a través de una parte de la altura de anillo RH en la dirección de la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del anillo de empaquetadura 14. Es importante que la abertura de desgaste 27 en el estado no desgastado del segmento de anillo 14a no se extienda hasta la superficie circunferencial interior 18 del segmento de anillo 14a. En el caso de un orificio, la abertura de desgaste 27 estaría realizada, por ejemplo, como orificio de saco que sale de la superficie circunferencial exterior 23 en la dirección de la superficie circunferencial interior 18. Naturalmente, la abertura de desgaste 27 realizada como orificio también se podría taladrar adicional o alternativamente partiendo del segundo extremo de anillo axial RE2 en la dirección de la superficie circunferencial interior 18. Es esencial para la abertura de desgaste 27 (independientemente de su configuración) que un extremo de abertura de desgaste 27a (véase la fig. 6) de la al menos una abertura de desgaste 27, dirigido hacia la superficie circunferencial interior 18 en la dirección radial lo más lejos, esté espaciado de la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del segmento de anillo 14a, a una distancia en la dirección del segmento anular 14a, que es como máximo del 40 % de la altura de anillo RH, preferentemente como máximo del 30 %, de manera especialmente preferida como máximo del 20%. La altura de anillo RH se extiende entre la superficie circunferencial exterior 23 externa y la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del anillo de empaquetadura 14, por lo tanto corresponde esencialmente a la mitad de la diferencia entre el diámetro interior Di y el diámetro exterior Da del anillo de empaquetadura 14, como se muestra en la fig.4a. Es esencial que el extremo de abertura de desgaste 27a se encuentre entre el primer y el segundo extremo de anillo axial RE1, RE2 y esté espaciado del primer y el segundo extremo de anillo axial RE1, RE2. Esto significa que el extremo de abertura de desgaste 27a está rodeado de material anular visto tanto en la dirección axial como también en la dirección circunferencial, de modo que solo se expone con un desgaste radial correspondiente.
Sin embargo, preferiblemente, tal como se representa en las fig. 2-4, en un segmento de anillo 14a están previstas varias aberturas de desgaste 27 a lo largo de la circunferencia, de forma especialmente preferible al menos dos aberturas de desgaste 27 por cada segmento de anillo 14a. En el ejemplo representado, las aberturas de desgaste 27 discurren partiendo de la superficie circunferencial exterior 23 o aquí desde la ranura circunferencial exterior 20 dispuesta en la superficie circunferencial exterior 23 en la dirección radial del anillo de empaquetadura 14 (en paralelo a los extremos de anillo axiales RE1, RE2) en la dirección de la superficie circunferencial interior 18, sin alcanzar la superficie circunferencial interior 18 y están realizadas como orificios cilíndricos.
Cuando se perforan las aberturas de desgaste 27, pueden presentar, tal como se representa, una base cónica conforme a la broca utilizada. Cuando las aberturas de desgaste 27 se fresan, por ejemplo, por medio de una fresa, presentan por lo general una base esencialmente plana. Pero, por supuesto, también serían concebibles de nuevo otras posibilidades de fabricación, como el moldeo por inyección o la fabricación aditiva.
La longitud y el diámetro de las aberturas de desgaste 27 depende esencialmente de un comportamiento de compensación de presión deseado del anillo de empaquetadura 14, donde la longitud o la extensión en la dirección radial se dimensiona de modo que el extremo de abertura de desgaste 27a de la abertura de desgaste 27 está espaciado de la superficie circunferencial interior 18 como máximo el 40 % de la altura de anillo radial RH del anillo de empaquetadura 14. En el ejemplo representado en las fig. 2-4, las aberturas de desgaste 27 están dispuestas en la dirección axial de forma central entre los dos extremos de anillo RE1, RE2. Pero, también podrían estar dispuestos más cerca de un extremo de anillo RE1, RE2, espaciados preferentemente a una distancia axial de abertura de desgaste y del primer extremo de anillo axial RE1, que es del 2 % al 20 % de la anchura de anillo RB, preferentemente del 2-15 %, en particular como máximo del 10 %, como se explica más detalladamente con ayuda de la fig. 6. La disposición axial concreta depende esencialmente de la compensación de presión deseada a conseguir del anillo de empaquetadura 14.
La al menos una abertura de desgaste 27, o bien las preferentemente varias aberturas de desgaste 27, de un segmento de anillo 14a están dimensionadas de modo que a partir de un determinado estado de desgaste del anillo de empaquetadura 14 se expone un extremo de abertura de desgaste 27a radialmente interno dirigido hacia la superficie circunferencial interior 18 (véase la fig. 2 y en particular la fig. 6). De este modo, las aberturas de desgaste 27 se extienden desde este estado de desgaste completamente desde la superficie circunferencial exterior 23 hasta la superficie circunferencial interior 18. A partir de este estado de desgaste, las aberturas de desgaste 27 actúan por consiguiente así como las aberturas de descarga 25 (descritas en detalle a continuación). En particular, las aberturas de desgaste 27 aumentan entonces durante el funcionamiento del compresor la compensación de presión entre la superficie circunferencial interior 18 y la superficie circunferencial exterior 23 del anillo de empaquetadura 14, con lo que se puede evitar, por ejemplo, un colapso prematuro no deseado del anillo de empaquetadura 14. Los detalles sobre la función de una abertura de descarga 25 se explican a continuación mediante las fig. 5a+b.
Pero, la(s) abertura(s) de desgaste 27 se puede(n) extender también partiendo del segundo extremo de anillo axial RE2 en la dirección de la superficie circunferencial interior 18, de forma análoga a las aberturas de descarga 25, ya que también en el segundo extremo de anillo axial RE2 se aplica la alta presión Ph.
Por ejemplo, las aberturas de desgaste 27 se pueden dimensionar de modo que, a partir del estado de desgaste, en el que las aberturas de desgaste 27 se exponen en la superficie circunferencial interior 18, se realiza una compensación de presión esencialmente completa entre la superficie circunferencial interior 18 y la superficie circunferencial exterior 23. De este modo, el anillo de empaquetadura 14 perdería parcialmente su efecto de sellado, pero para ello se puede reducir, en particular evitar, el riesgo de una destrucción. Por compensación de presión completa se debe entender aquí que las fuerzas radiales que actúan debido a la presión sobre la superficie circunferencial exterior 23 y sobre la superficie circunferencial interior 18 se compensan esencialmente por completo, de modo que en la dirección radial esencialmente ninguna fuerza condicionada por una diferencia de presión actúa ya sobre el anillo de empaquetadura 14. Esto significa esencialmente que un anillo de empaquetadura 14 se desactiva a partir de un determinado estado de desgaste. Para ello, está previsto preferentemente que uno o varios otros anillos de empaquetadura 14 del dispositivo de sellado 1, que pueden presentar un desgaste menor, desplieguen su efecto de sellado todavía esencialmente de forma normal. Por lo tanto, el o los anillos de empaquetadura 14 desactivados no se tienen que sustituir inmediatamente, lo que conduciría a una parada del compresor, sino que se podrían observar más fácilmente intervalos de mantenimiento predeterminados, por ejemplo, a partir de una cierta cantidad de fuga, que se puede detectar metrológicamente.
Puede ser ventajoso que al menos una sección de extremo de al menos una abertura de desgaste 27 dirigida hacia la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna esté inclinada en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1, por ejemplo, en un ángulo de abertura de desgaste 9, como se explica con más detalle a continuación con ayuda de la fig. 6. En este caso, el comportamiento de compensación de presión se puede adaptar al desgaste progresivo, ya que el extremo de abertura de desgaste 27a expuesto en la superficie circunferencial interior 18, en función del desgaste, migra esencialmente en la dirección axial en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1.
Las características representadas en las figuras, en particular las fig. 2 a 4b, adicionalmente a la(s) abertura(s) de desgaste 27, en particular la previsión de una o varias aberturas de descarga 25, la ranura periférica 20 o las ranuras axiales 24 son opcionales y se describen con más detalle a continuación. La configuración del anillo de empaquetadura 14 según la fig. 2 muestra con ello una configuración ventajosa con varias características independientes entre sí.
Según otra configuración ventajosa de la invención está prevista en al menos un segmento de anillo 14a, pero preferentemente en cada segmento de anillo 14a, al menos una abertura de descarga 25, que se extienden respectivamente desde la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del respectivo segmento de anillo 14a del anillo de empaquetadura 14 hasta la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa y/o hasta el segundo extremo de anillo axial RE2 del respectivo segmento de anillo 14a del anillo de empaquetadura 14. Las aberturas de descarga 25 son escotaduras continuas que conectan la superficie circunferencial interior 18 con la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa y/o el segundo extremo de anillo axial RE2. De manera ventajosa, están previstas varias aberturas de descarga 25 por segmento de anillo 14a, por ejemplo, cada vez tres aberturas de descarga 25, tal como está representado en el anillo de empaquetadura 14 a modo de ejemplo según las fig. 2-4. En este caso, las aberturas de desgaste 27 están dispuestas en la dirección circunferencial preferentemente respectivamente entre dos aberturas de descarga 25, de manera especialmente preferida de forma central entre dos aberturas de descarga 25. Por lo tanto, las aberturas de descarga 25 no desembocan, como hasta ahora en el estado de la técnica, en una ranura circunferencial en la superficie circunferencial interior 18 interna, sino directamente en la superficie circunferencial interior 18 interna.
Las aberturas de descarga 25 sirven para influir de forma dirigida en las relaciones de presión que prevalecen durante el funcionamiento del compresor en el anillo de empaquetadura 14 entre el lado de alta presión del anillo de empaquetadura 14 (segundo extremo de anillo axial r E2) dirigido hacia el cilindro y el lado de baja presión del anillo de empaquetadura 14 (primer extremo de anillo axial RE1) dirigido hacia la carcasa del cigüeñal, como se explica todavía con más detalle a continuación con ayuda de las fig.5a+5b.
Las aberturas de descarga 25 presentan respectivamente un primer extremo de abertura de descarga 25a que desemboca en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del segmento de anillo 14a respectivo del anillo de empaquetadura 14. Si en un segmento de anillo 14a está previsto más de una abertura de descarga 25, los extremos de abertura de descarga 25a de dos aberturas de descarga 25 adyacentes que desembocan en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna están dispuestos a una distancia circunferencial de abertura de descarga z, como se puede ver en la fig. 2. Esto significa que los extremos de abertura de descarga 25a no están conectados entre sí en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna. En la dirección circunferencial entre dos extremos de abertura de descarga 25a adyacentes se extiende por lo tanto la superficie circunferencial interior 18 del segmento de anillo 14a. La distancia circunferencia de abertura de descarga z, en función del tamaño del segmento de anillo 14a, es preferentemente de 1 mm a 15 mm, de forma especialmente preferible de 1-10 mm, por ejemplo, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 mm. Naturalmente, también son posibles distancias intermedias, por ejemplo 1,5 mm, 2,5 mm, 3,5 mm, 4,5 mm, 5,5 mm, etc. A este respecto, la distancia circunferencial de abertura de descarga z no se mide desde el medio del extremo de abertura de descarga 25a hasta el medio del extremo de abertura de descarga 25a, sino que indica la distancia en la dirección circunferencial entre las limitaciones del extremo de abertura de descarga 25a, o expresado de otro modo, la longitud de la superficie circunferencial interior 18 en la dirección circunferencial entre los extremos de abertura de descarga 25a adyacentes. Las distancias circunferenciales de abertura de descarga z entre los extremos de abertura de descarga 25a de las aberturas de descarga 25 de un segmento de anillo 14a son preferiblemente del mismo tamaño, pero, por supuesto, también podrían ser diferentes.
Los extremos de abertura de descarga 25a están dispuestos espaciados del primer extremo de anillo axial RE1 en una distancia axial de abertura de descarga x. En la dirección axial entre un extremo de abertura de descarga 25a y el primer extremo de anillo axial RE1 se extiende, por lo tanto, la superficie circunferencial interior 18 del segmento de anillo 14a. La distancia axial de abertura de descarga x es preferentemente del 4 % al 40 %, ventajosamente del 4-30 %, de forma especialmente preferible del 4-20 %, de manera muy especialmente preferible del 4-15 %, en particular como máximo del 10 % de la anchura de anillo axial RB, como está representado en la fig. 2 y en detalle en la fig. 6. La distancia axial de abertura de descarga x no se mide alejándose desde el medio de un extremo de abertura de descarga 25a, sino desde la limitación del extremo de abertura de descarga 25a, que está dirigido hacia el primer extremo de anillo axial RE1. Expresado en otras palabras, la distancia axial de abertura de descarga x es la longitud de la superficie circunferencial interior 18 en la dirección axial entre el extremo de abertura de descarga 25a y el primer extremo de anillo axial RE1. Pero, a este respecto, las distancias axiales de abertura de descarga x de los extremos de abertura de descarga individuales 25a de las aberturas de descarga 25 de un segmento de anillo 14a no tienen que ser necesariamente iguales, tal como se representa, sino que también podrían diferir. La anchura de anillo axial Rb se extiende a este respecto entre el primer y segundo extremo de anillo axial RE1, RE2. Los detalles para la configuración de una abertura de descarga 25 se explican en detalle a continuación con ayuda de la fig. 6. Como se puede ver en la fig.2, la anchura de abertura de descarga axial de las aberturas de descarga 25, al menos en los extremos de abertura de descarga 25a, es pequeña en relación con la anchura de anillo RB. En el caso de una sección transversal circular de las aberturas de descarga 25 (al menos en los extremos de abertura de descarga 25a), la anchura de abertura de descarga axial corresponde al diámetro. La anchura de abertura de descarga axial de los extremos de abertura de descarga 25a es preferiblemente del 2 %-30 % de la anchura de anillo RB, preferentemente del 2-25 %, de forma especialmente preferible de un máximo del 20 %, en particular de un máximo del 15 %. En general, los extremos de abertura de descarga 25a no se encuentran centralmente entre los dos extremos de anillo axiales RE1, RE2 del anillo de empaquetadura 14, sino más cerca del primer extremo de anillo axial RE1 que del segundo extremo de anillo axial RE2. El primer extremo de anillo axial RE1 está dirigido hacia el lado de baja presión en el estado montado.
Para mejorar la rigidez estructural del anillo de empaquetadura 14, en la superficie circunferencial exterior 23 de al menos un segmento de anillo 14a, preferentemente de cada segmento de anillo 14a, puede estar prevista al menos una ranura axial 24, que se extiende continuamente en la dirección axial desde el primer extremo de anillo axial RE1 (eventualmente interrumpido por la ranura circunferencial 20) hasta el segundo extremo de anillo axial. Sin embargo, preferentemente están previstas varias ranuras axiales 24 por segmento de anillo 14a. En el ejemplo representado, las aberturas de descarga 25 desembocan en la superficie circunferencial exterior 23 respectivamente en una ranura axial 24. Pero, naturalmente, esto no es absolutamente necesario y las aberturas de descarga 25 también podrían desembocar en la dirección circunferencial junto a las ranuras axiales 24 en la superficie circunferencial exterior 23 del anillo de empaquetadura 14 (o en la ranura circunferencial 20).
Las aberturas de descarga 25 en la forma de realización mostrada están realizadas respectivamente en forma de orificios cilíndricos, ya que estos se pueden fabricar de manera especialmente sencilla con arranque de viruta. Pero, naturalmente, también se podría prever una sección transversal no circular para una o varias aberturas de descarga 25 y/o un desarrollo no recto de las aberturas de descarga 25, lo que, sin embargo, aumenta el esfuerzo para la fabricación de las aberturas de descarga 25.
Las aberturas de descarga 25 presentan preferentemente un desarrollo recto, de modo que se pueden fabricar de la forma más sencilla posible, por ejemplo, por medio de una broca o fresa cilíndricos. Pero, naturalmente, también serían concebibles otros procedimientos de fabricación, por ejemplo, las aberturas de descarga 25 se podrían producir directamente por medio de un procedimiento de moldeo por inyección, en particular en el curso del procedimiento de moldeo por inyección en el segmento de anillo 14a, sin que, por ejemplo, se requiera una perforación posterior. También sería concebible que el anillo de empaquetadura 14 se produzca por medio de un procedimiento de fabricación aditivo como, por ejemplo, impresión 3D, donde las aberturas de descarga 25 a su vez se pueden tener en cuenta directamente durante la fabricación.
Sin embargo, no desempeña ningún papel cómo se produzcan las aberturas de descarga 25 (opcionales), es esencial que las aberturas de descarga 25 se extiendan desde la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna hasta la superficie circunferencial exterior radialmente externa y/o hasta el segundo extremo de anillo axial RE2 (en el que se aplica respectivamente la alta presión Ph del lado del cilindro). En la configuración más sencilla, las aberturas de descarga 25 discurren en la dirección radial del anillo de empaquetadura 14, tal como se representa en la sección A-A de la fig. 6, es decir, en paralelo a los extremos de anillo axiales RE1, RE2.
Pero, según otra configuración preferida de la invención, al menos una sección al menos a una abertura de descarga 25, adyacente a la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del anillo de empaquetadura 14, está inclinada en la dirección del primer extremo del anillo axial RE1, por ejemplo, en un primer ángulo de abertura de descarga £, tal como se indica en el ejemplo representado en la fig. 2 y aún se explica en detalle con ayuda de la fig.
6. De este modo se pueden influir de forma dirigida en las relaciones de presión en el anillo de empaquetadura 14 durante la vida útil del anillo de empaquetadura 14, con lo que la compensación de presión del anillo de empaquetadura 14 se puede adaptar al desgaste radial. En el caso más sencillo, la correspondiente abertura de descarga 25 también está realizada en esta configuración como orificio cilindrico, donde el eje de orificio está inclinado hacia el primer extremo de anillo axial RE1. El segundo extremo de abertura de descarga 25b que desemboca en la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa se encuentra de este modo más cerca del primer extremo de anillo axial RE1 que el primer extremo de abertura de descarga 25a de la abertura de descarga 25 que desemboca en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna. A través del desarrollo oblicuo, el primer extremo de abertura de descarga 25a "migra" en caso de desgaste radial del segmento de anillo 14a esencialmente en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1, por lo que la compensación de presión del anillo de empaquetadura 14 se incrementa en función del desgaste, ya que la alta presión PH en la superficie circunferencial interior 18 se aproxima en la dirección axial al primer extremo de anillo axial RE1. Esto significa esencialmente que cuanto mayor sea el desgaste del segmento de anillo 14a, tanto mayor será también la compensación de presión. De este modo se reduce la fuerza de apriete radial del anillo de empaquetadura 14 durante el funcionamiento en el vástago de pistón 2 y se aumenta la vida útil del anillo de empaquetadura 14.
Para distribuir mejor la presión en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna en la dirección circunferencial, una o varias aberturas de descarga 25 también podrían terminar, por ejemplo, en una especie de fresado/ranura en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna, que se extiende en la dirección circunferencial sobre una zona relativamente pequeña. Los primeros extremos de abertura de descarga 25a ya no presentarían en este caso la sección transversal preferentemente circular de la abertura de descarga 25 restante (radialmente entre la fresadura/ranura y la superficie circunferencial exterior 23 y/o el segundo extremo de anillo axial RE2), sino que estarían configurados por la forma correspondiente de la fresadura/ranura. La distancia circunferencial de abertura de descarga z en la dirección circunferencial y la distancia axial de abertura de descarga x en la dirección axial se dimensionarían entonces por la limitación respectiva de la fresadura/ranura en la dirección axial y en la dirección circunferencial. En lugar de una fresadura/ranura también se podría prever, por ejemplo, un tipo de orificio oblongo. En general, las aberturas de descarga 25 presentan al menos en sus extremos de abertura de descarga 25a una longitud de abertura de descarga en la dirección circunferencial, que es preferentemente del 2-100 % de la anchura de anillo axial RB del anillo de empaquetadura 14, preferentemente del 2-50 %, en particular como máximo del 25 % de la anchura de anillo axial RB. En general, es esencial que los extremos de abertura de descarga 25a en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna no estén conectados entre sí por una ranura circunferencial prevista durante el funcionamiento para la compensación de presión. Una ranura circunferencial conduciría, en particular en combinación con una pequeña distancia axial de abertura de descarga x, a que en el primer extremo de anillo axial RE1 se configure un flanco estrecho de material de anillo. Este flanco se haría oscilar durante el funcionamiento, lo que provocaría un desgaste desigual y fugas no deseadas.
En la fig. 3a, el anillo de empaquetadura 14 representado en la fig. 2 está representado en una vista en planta normalmente sobre el primer extremo de anillo axial RE1 o la primera superficie de extremo de anillo preferentemente plana, que en el estado montado está orientada hacia el lado de baja presión. La fig. 3b muestra un segmento de anillo individual 14a del anillo de empaquetadura 14 según la fig. 3a. En la fig. 3b se puede reconocer la forma de la primera escotadura de segmento axial, que está dispuesta en el primer extremo de segmento SE1 del segmento de anillo 14a, para configurar la primera superficie de contacto tangencial 19a y la primera superficie de contacto axial 16. Como ya se ha descrito, la primera escotadura de segmento axial 16 del primer extremo de anillo axial RE1 se extiende axialmente en parte en la dirección del segundo extremo de anillo axial opuesto RE2, de modo que el segundo extremo de segmento SE2 de un segmento de anillo 14a que se conecta a él en la dirección circunferencial puede engranar en la primera escotadura de segmento axial. Los segmentos de anillo 14a adyacentes se solapan así parcialmente en la dirección circunferencial, de modo que las primeras superficies de contacto tangencial 19a de los primeros extremos de segmento SE1 de los segmentos de anillo 14a se apoyan en las segundas superficies de contacto tangencial 19b de los segundos extremos de segmento SE1 de un segmento de anillo 14a adyacente para generar el sellado radial del anillo de empaquetadura 14. Análogamente, las primeras superficies de contacto axial 16 de los primeros extremos de segmento SE1 de los segmentos de anillo 14a, formadas por la respectivamente primera escotadura de segmento axial, se apoyan en las segundas superficies de contacto axial 17 de los segundos extremos de segmento SE2, formadas por la respectivamente segunda escotadura de segmento axial, para generar el sellado axial del anillo de empaquetadura 14. La primera escotadura de segmento axial y la segunda escotadura de segmento axial están dispuestas en extremos de segmento SE1, SE2 opuestos en la dirección circunferencial de un segmento de anillo 14a y en los extremos de anillo axial RE1, RE2 opuestos.
A este respecto, los extremos de segmento SE1, SE2 cooperan en la dirección circunferencial de modo que las superficies de contacto tangencial 19a, 19b están dirigidas unas hacia otras y se pueden deslizar entre sí.
De este modo, durante el funcionamiento se posibilita el reajuste de desgaste del anillo de empaquetadura 14 hasta que la distancia de desgaste a (véase la fig. 2 3a) entre la segunda superficie de limitación de desgaste 21 del segundo extremo de segmento SE2 de un segmento de anillo 14a se apoya en la primera superficie de limitación de desgaste 22 de la primera escotadura de segmento axial del primer extremo de segmento SE1 del segmento de anillo 14a adyacente. En el segundo extremo de segmento SE2 del segmento de anillo 14a está previsto preferentemente en la transición entre la segunda superficie de contacto tangencial 19b y la segunda superficie de limitación de desgaste 21 un redondeo exterior R2 con un radio determinado para favorecer el reajuste de desgaste o, en particular, el deslizamiento entre sí de la superficie de contacto tangencial 19a, 19b. De manera ventajosa, en el primer extremo de segmento SE1 está previsto de forma análoga a ello un redondeo interior R1 entre la primera superficie de contacto tangencial 19a y la primera superficie de limitación de desgaste 22, tal como está representado en las fig. 3b y 4b.
Las aberturas de desgaste 27 están realizadas aquí como orificios de agujero ciego con fondo cónico y se extienden desde la superficie circunferencial exterior 23, aquí la base de la ranura circunferencial 20, radialmente sobre una parte de la altura de anillo RH en la dirección de la superficie circunferencial interior 18, donde los extremos de abertura de desgaste 27a de las aberturas de desgaste 27 están espaciados de la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna respectivamente a una distancia en la dirección radial del segmento de anillo 14a, que es como máximo del 40 % de la altura del anillo radial RH del anillo de empaquetadura 14. En el anillo de empaquetadura 14 representado están previstas tres aberturas de descarga 25 y dos aberturas de desgaste 27 por segmento de anillo 14a. Las aberturas de desgaste 27 están dispuestas aquí en la dirección circunferencial de forma central entre las aberturas de descarga 25. Las aberturas de desgaste 27 discurren aquí en la dirección radial del anillo de empaquetadura 14 (en paralelo a los extremos de anillo axiales RE1, RE2) y las aberturas de descarga 25 están realizadas oblicuamente, por lo tanto están inclinadas en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1, para aumentar la compensación de presión en función del desgaste. Pero, naturalmente, esta configuración solo se debe entender a modo de ejemplo, la realización constructiva exacta, así como el número y la orientación de las aberturas de descarga 25 y/o de las aberturas de desgaste 27, por supuesto, se deja al experto en la materia y se orienta según el campo de aplicación deseado del anillo de empaquetadura 14 y el efecto a lograr, en particular una compensación de presión a lograr. Lo único esencial para la invención es que en al menos un segmento de anillo 14a esté prevista al menos una abertura de desgaste 27, todas las características adicionales son opcionales.
Las fig. 4a y 4b muestran el anillo de empaquetadura 14 o un segmento de anillo 14a individual del anillo de empaquetadura 14 en vista en planta del segundo extremo de anillo axial RE2, que en el estado montado está dirigido hacia el lado de alta presión del compresor. En particular, en la fig. 4b se puede reconocer la segunda escotadura de segmento axial, que está prevista en el segundo extremo de segmento SE2 de un segmento de anillo 14a, para formar la segunda superficie de contacto axial 17. La segunda superficie de contacto tangencial 19b está prevista en la dirección radial fuera en el segundo extremo de segmento SE2. La segunda escotadura de segmento axial se extiende en parte desde el segundo extremo de anillo axial RE2, en particular desde una segunda superficie de extremo de anillo 28 preferentemente plana prevista en el mismo, axialmente en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1, en particular de la primera superficie de extremo de anillo plana. La segunda escotadura de segmento axial forma, junto a la segunda superficie de contacto axial 17, además una segunda superficie de extremo 29 del segundo extremo de segmento SE2, que está espaciada de una primera superficie de extremo 30 del primer extremo de segmento SE1 del segmento de anillo 14a adyacente a una distancia de segmento b, como se muestra en la fig. 4a. Mediante la interacción de extremos de segmento adyacentes SE1, SE2 se crea con ello una escotadura radial 31 que penetra completamente radialmente en el anillo de empaquetadura 14 y está limitada axialmente, cuya anchura corresponde a la distancia de segmento b. En caso de desgaste continuo del anillo de empaquetadura 14, la distancia de segmento b se reduce de manera análoga a la distancia de desgaste a (véase la fig. 2 3a), hasta que la distancia de desgaste a se convierte en cero (a este respecto se aplica b > a). Con el mismo tamaño a=b en el estado (nuevo) sin desgaste del anillo de empaquetadura 14, la distancia de desgaste a en el ejemplo representado se reduce a cero antes que la distancia de segmento b por razones cinemáticas con un desgaste progresivo. Esto depende esencialmente de la configuración constructiva concreta, en particular de la disposición de las superficies de contacto tangencial 19a, 19b. Alternativamente, sin embargo, las superficies finales 29, 30 también se podrían utilizar como limitación de desgaste (a este respecto se aplica a > b).
Pero, las superficies de contacto tangencial 19a, 19b también se podrían extender, por ejemplo, de forma continua desde la superficie circunferencial exterior 23 hasta la superficie circunferencial interior 18. Como resultado, el reajuste de desgaste ya no estaría limitado esencialmente por la distancia de desgaste a, tal como se ha representado hasta ahora. Por consiguiente, la primera escotadura de segmento axial prevista en el primer extremo de segmento SE1 ya no presentaría una primera superficie límite de desgaste 22 y el segundo extremo de segmento SE2 ya no presentaría una segunda superficie límite de desgaste 21. En este caso, se podría crear una limitación del reajuste de desgaste, por ejemplo, mediante la escotadura radial 31 en el segundo extremo de anillo axial RE2, cuya anchura corresponde a la distancia de segmento b, como se ha mostrado con ayuda de la fig.4a.
Naturalmente también se puede modificar el material y la naturaleza de la superficie del anillo de empaquetadura 14 para obtener el resultado más óptimo posible en una aplicación. Según una configuración ventajosa, el anillo de empaquetadura 14 está fabricado de un material tribológicamente optimizado adecuado, por ejemplo, de un compuesto de politetrafluoroetileno (PTFE). La fabricación se podría realizar, por ejemplo, mediante mecanizado con arranque de virutas, mediante moldeo por inyección o también mediante procedimientos aditivos tal como, por ejemplo, la impresión 3D.
En la fig. 5a están representadas de forma simplificada esquemáticamente las relaciones de presión en un anillo de empaquetadura convencional 7b en el funcionamiento del compresor con ayuda de una sección longitudinal. En la fig.
5b están representadas en comparación las relaciones de presión en un anillo de empaquetadura 14 según la invención. El anillo de empaquetadura 14 está dispuesto preferentemente en un dispositivo de sellado 1 (no representado), que está dispuesto, por ejemplo, en la carcasa de cigüeñal de un compresor, para sellar el vástago de pistón 2 (como, por ejemplo, en la fig. 1). Los anillos de empaquetadura 7b, 14 están dispuestos de modo que el respectivo primer extremo de anillo axial RE1 está dirigido hacia el lado de baja presión (lado de carcasa de cigüeñal) y el respectivo segundo extremo de anillo axial RE2 está dirigido hacia el lado de alta presión (lado de cilindro). Los anillos de empaquetadura 7b, 14 están dispuestos de modo que el respectivo primer extremo de anillo axial RE1 se apoya en un segmento de carcasa 3i del dispositivo de sellado 1 para generar un sellado en la dirección radial entre el primer extremo de anillo axial RE1 y el segmento de carcasa 3i. El sellado corresponde a un sellado esencialmente estático, ya que entre el primer extremo de anillo axial RE1 del anillo de empaquetadura 14 y el segmento de carcasa 3i no existe ningún movimiento relativo o solo uno muy pequeño.
A este respecto, en la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa se aplica la alta presión Ph y en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna en el primer extremo de anillo axial RE1 se aplica la presión Pn relativamente más baja. La alta presión Ph se reduce en la dirección radial a la baja presión Pn, donde el desarrollo de presión presenta en el ejemplo representado un desarrollo no lineal. En el segundo extremo de anillo axial RE2 se aplica la alta presión Ph y es esencialmente constante a través de la altura de anillo radial RH entre la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa y la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna. En este punto, cabe señalar que la presión en un dispositivo de sellado 1 se reduce gradualmente en la dirección axial desde la alta presión Ph en el cilindro hasta la baja presión Pn en la carcasa de cigüeñal a través del número de anillos de empaquetadura 14 previstos respectivamente. Esto significa que las relaciones de presión en los anillos de empaquetadura 14 de un dispositivo de sellado 1 se diferencian por regla general de forma natural. Por lo tanto, la alta presión Ph, que se aplica en el primer anillo de empaquetadura 14 dirigido hacia el cilindro, no corresponde a la alta presión Ph, que se aplica al anillo de empaquetadura 14 siguiente, etc. La alta presión Ph y la baja presión Pn en la descripción se refieren así respectivamente a un anillo de empaquetadura 14. Aproximadamente, la baja presión Pn en un anillo de empaquetadura 14 corresponde a la alta presión Ph del anillo de empaquetadura 14 siguiente respectivamente axialmente (en la dirección de la carcasa de cigüeñal), etc.
Análogamente a ello, en la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa se aplica la alta presión PH, donde la presión es esencialmente constante a través del ancho de anillo axial RB del anillo de empaquetadura 14 entre el segundo extremo de anillo axial RE2 y el primer extremo de anillo axial RE1. En la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna, que durante el funcionamiento se apoya en el vástago de pistón 2 oscilante en traslación, se realiza un sellado entre la alta presión Ph en el segundo extremo de anillo axial RE2 (en el lado cilíndrico) y la presión Pn, relativamente más baja, en el primer extremo de anillo axial RE1 (en el lado de la carcasa de cigüeñal). A este respecto, debido al movimiento relativo entre el anillo de empaquetadura 14 (fijo) y el vástago de pistón 2 que oscila en traslación, se trata de un sellado dinámico. Como se indica en la fig. 5a, resulta aproximadamente un desarrollo de presión esencialmente lineal a lo largo de la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna, donde la presión se reduce desde la alta presión Ph (en el segundo extremo del anillo axial RE2) hasta la baja presión Pn (en el primer extremo del anillo axial RE1). Básicamente, la caída de presión en la superficie circunferencial interior 18 en la dirección axial debido a la compresibilidad del medio gaseoso igualmente es no lineal, en ciertos casos (por ejemplo, una pequeña diferencia de presión entre la alta presión Ph y la baja presión Pn a presiones absolutas altas), sin embargo, el desarrollo de presión se puede aproximar bien por una función lineal para mayor simplicidad, tal como se representa. En el ejemplo mostrado en la figura 5a, esto significa que el anillo de empaquetadura 7b se presiona más fuertemente radialmente contra el vástago de pistón 2 debido a la mayor diferencia de presión radial en comparación con el anillo de empaquetadura 14 según la invención, lo que conduce a un mayor desgaste y, por lo tanto, es desventajoso. Adicionalmente, el anillo de empaquetadura 7b de la fig. 5a se presiona en la zona del primer extremo de anillo axial RE1, debido a la mayor diferencia de presión radial en comparación con el segundo extremo de anillo axial RE2, más fuertemente en el vástago de pistón 2 que en el segundo extremo de anillo axial RE2. Esta distribución de presión desigual puede conducir, en determinadas circunstancias, adicionalmente a un desgaste desigual, lo que igualmente es desventajoso.
En la fig. 5b está representado un anillo de empaquetadura 14 según la invención, donde la representación en sección para ilustrar la compensación de presión discurre en la zona de una abertura de descarga 25 (opcional), que está realizada aquí como un orificio cilíndrico y discurre en la dirección radial del anillo de empaquetadura 14, en paralelo a los extremos de anillo axiales RE1, RE2. Las relaciones de presión en el anillo de empaquetadura 14 se describen mediante la abertura de descarga 25, para la abertura de desgaste 27 naturalmente es válido esencialmente lo mismo (con una altura de anillo reducida RH), tan pronto como el desgaste radial ha expuesto el extremo de la abertura de desgaste 27a en la superficie circunferencial interior 18. Como se ha mencionado, adicionalmente a la al menos una abertura de desgaste 27 están previstas preferentemente una o varias aberturas de descarga 25 por segmento de anillo 14a, tal como se representa en la fig. 2, para configurar el desarrollo de presión de la forma más uniforme posible en la dirección circunferencial. Los desarrollos de presión en los extremos de anillo axiales RE1, RE2 y en la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa son esencialmente idénticos al anillo de empaquetadura convencional 7b según la fig. 5a. El desarrollo de presión en la superficie de sellado dinámica a lo largo de la superficie circunferencial interior 18 radialmente situada entre el vástago de pistón 2 y el anillo de empaquetadura 14 se influencia ahora de forma dirigida por la abertura de desgaste 27 (expuesta por el desgaste) o la(s) abertura(s) de descarga 25.
Como se puede ver en la fig. 5b, se realiza una compensación de presión entre la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa (alta presión Ph) y la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna (baja presión Pn). Esto significa que la presión entre el segundo extremo de anillo axial RE2 (en el lado del cilindro) y la limitación, dirigida hacia el primer extremo de anillo axial RE1, del primer extremo de abertura de descarga 25a de la abertura de descarga 25 (o extremo de abertura de desgaste 27a de la abertura de desgaste 27) es esencialmente constante. A partir de la limitación, dirigida hacia el primer extremo de anillo axial RE1, del primer extremo de abertura de descarga 25a del orificio de descarga 25 (o extremo de abertura de desgaste 27a del orificio de desgaste 27) y el primer extremo de anillo axial RE1 se reduce la presión de la alta presión Ph a la presión más baja Pn con respecto a ella, donde el desarrollo de presión es aproximadamente esencialmente lineal, como ya se ha explicado con ayuda de la fig. 5a.
A diferencia del anillo de empaquetadura 7b según la fig. 5a, en el anillo de empaquetadura 14 según la fig. 5b se realiza una compensación de presión esencialmente completa en la zona entre el segundo extremo de anillo axial RE2 y la limitación, dirigida hacia el primer extremo de anillo axial RE1, del primer extremo de abertura de descarga 25a de la abertura de descarga 25 (o extremo de abertura de desgaste 27a de la abertura de desgaste 27). La diferencia de presión AP entre el desarrollo de presión en la fig. 5a y el desarrollo de presión en la fig. 5b está dibujada rayada en la fig. 5b. De ello se deduce que el anillo de empaquetadura 14 se apoya sobre una zona más larga en la dirección axial debido a la compensación de presión radial que un anillo de empaquetadura convencional 7b y se presiona más fuertemente contra el vástago de pistón 2 debido a la diferencia de presión radial solo en la zona entre la limitación, dirigida hacia el primer extremo de anillo axial RE1, del primer extremo de abertura de descarga 25a (o extremo de abertura de desgaste 27a) y el primer extremo del anillo axial RE1.
En la práctica, la compensación de presión máxima posible se limita por la distancia circunferencial de abertura de descarga z de la(s) abertura(s) de descarga 25 entre sí, por la distancia axial de abertura de descarga x de los extremos de abertura de descarga 25a desde el primer extremo de anillo axial RE1 y por las propiedades de material del anillo de empaquetadura 14.
La configuración constructiva se realiza preferentemente de modo que la distancia circunferencial de abertura de descarga z entre las aberturas de descarga 25 en la dirección circunferencial y la distancia axial de abertura de descarga x entre los orificios de descarga 25 y el primer extremo de anillo axial RE1 se selecciona en la dirección axial, de modo que, en el caso de un material dado, se garantiza una resistencia suficientemente alta del anillo de empaquetadura 14, de modo que en lo posible no se produce ninguna deformación y fugas asociadas a ello en la zona entre los primeros extremos de abertura de descarga 25a y el primer extremo de anillo axial RE1 del anillo de empaquetadura 14.
Para garantizar esto, la distancia circunferencial de abertura de descarga z es preferentemente de 1 mm a 15 mm, la distancia axial de abertura de descarga x es preferentemente del 4 % al 40 % de la anchura de anillo axial RB, la longitud de abertura de descarga de las aberturas de descarga 25 (al menos en los extremos de abertura de descarga 25a) es preferentemente del 2 % al 100 % de la anchura de anillo RB y la anchura de abertura de descarga axial de las aberturas de descarga 25 (al menos en los extremos de abertura de descarga 25a) es preferentemente del 2 % -30 % de la anchura de anillo axial RB. A este respecto, la anchura de abertura de descarga axial de los extremos de abertura de descarga 25a y la distancia axial de abertura de descarga x se ajustan entre sí de modo que, en cualquier caso, se cumple la condición según la cual los extremos de abertura de descarga 25a se encuentran de forma descentralizada entre los extremos de anillo axiales RE1, RE2, es decir, más cerca del primer extremo de anillo axial RE1 que del segundo extremo de anillo axial RE2. Si la distancia circunferencial de abertura de descarga z fuera demasiado pequeña, entonces el anillo se debilitaría demasiado, lo que puede conducir a deformaciones no deseadas y fugas más altas. Por el contrario, si la distancia circunferencial de abertura de descarga z fuera demasiado grande, entonces la alta presión Ph no se puede configurar en determinadas circunstancias completamente entre los extremos de abertura de descarga 25a. Esto conduciría a una distribución de presión desfavorable en la dirección circunferencial y, en consecuencia, a una compensación de presión insuficiente, lo que a su vez puede tener en consecuencia una mayor fuerza de fricción y, por lo tanto, a un desgaste anular más alto. Naturalmente, el tamaño, la forma y la disposición de la abertura de descarga 25 representados en la fig. 5b se deben entender solo a modo de ejemplo, la configuración constructiva concreta se ajusta al campo de aplicación del anillo de empaquetadura 14 y queda confiado al experto en la materia.
En la fig. 6, mediante varias secciones longitudinales A-A a D-D a través de un anillo de empaquetadura 14 están representadas a modo de ejemplo distintas posibilidades para la disposición de la abertura de descarga 25 y de la abertura de desgaste 27. En la sección A-A está representada una abertura de descarga 25 que discurre en la dirección radial del anillo de empaquetadura 14, es decir, esencialmente en paralelo a los dos extremos de anillo axiales RE1, RE2. La abertura de descarga 25 presenta una sección transversal circular y está espaciada a una distancia axial de abertura de descarga x del primer extremo de anillo axial RE1, que se mide desde la limitación del primer extremo de abertura de descarga 25a de la abertura de descarga 25, que está dirigido hacia el primer extremo de anillo axial RE1. La distancia axial de abertura de descarga x se ajusta según el campo de aplicación del anillo de empaquetadura 14 y en particular el desarrollo de presión deseado en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del anillo de empaquetadura, tal como se ha mostrado con ayuda de la fig. 5b. La distancia axial de abertura de descarga x es preferentemente del 4 % al 40%, ventajosamente del 4-30 %, de forma especialmente preferible del 4-20 %, de manera muy especialmente preferible del 4-15 %, en particular como máximo del 10 % de la anchura de anillo axial RB del anillo de empaquetadura 14. Como ya se ha mencionado, la distancia axial de abertura de descarga x no debe quedar por debajo de una cierta distancia mínima para garantizar una resistencia suficientemente alta del anillo de empaquetadura 14, donde la distancia mínima es el 4 % de la anchura de anillo axial RB. Por lo tanto, los orificios de descarga 25 están previstos predominantemente en la mitad del anillo de empaquetadura 14 dirigida hacia el lado de baja presión, cuando están realizados, tal como se representa, como orificios continuos que discurren radialmente.
Si la abertura de descarga 25 está realizada como orificio cilíndrico, el diámetro de abertura de descarga dE está preferentemente entre 2-30 %, preferentemente 2-25 %, de manera especialmente preferible 2-20 %, en particular 15% de la anchura de anillo axial RB del anillo de empaquetadura 14. Pero, la abertura de descarga 25 también puede presentar una sección transversal no circular, preferentemente constante, por ejemplo, una sección transversal elíptica o una sección transversal en forma de un agujero oblongo. En este caso, las dimensiones mencionadas se refieren a la anchura de abertura de descarga axial de la abertura de descarga 25.
Independientemente de la forma de la sección transversal y del desarrollo de las aberturas de descarga 25, es válido en general que los primeros extremos de abertura de descarga 25a de las aberturas de descarga 25 estén dispuestos de forma excéntrica en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna. Por lo tanto, están más cerca en la dirección axial del primer extremo de anillo axial RE1 que del segundo extremo de anillo axial RE2. La anchura de abertura de descarga axial de las aberturas de descarga 25 en el primer extremo de abertura de descarga 25a, por ejemplo, el diámetro en la sección transversal circular, depende por lo tanto de la distancia axial de abertura de descarga x. Esto significa que cuanto mayor sea la distancia axial de abertura de descarga x desde el primer extremo de anillo RE1, tanto menor será la anchura de abertura de descarga axial máxima posible, para garantizar que los extremos de abertura de descarga 25a estén más cerca en la dirección axial del primer extremo de anillo axial RE1 que del segundo extremo de anillo axial RE2.
Pero, como ya se ha mencionado y se muestra por medio de la fig. 2, la abertura de descarga 25 también podría presentar un desarrollo que se desvía de la dirección radial del anillo de empaquetadura 14, como se muestra en la sección D-D de la fig. 6. La abertura de descarga 25 presenta aquí una sección transversal circular de forma análoga a la sección A-A, sin embargo, la abertura de descarga 25 está dispuesta inclinada en la dirección axial en un ángulo de abertura de descarga £ con respecto a la dirección radial. El segundo extremo de abertura de descarga 25b radialmente externo de la abertura de descarga se encuentra con ello más cerca del primer extremo de anillo axial RE1 que el primer extremo de abertura de descarga 25a radialmente interno. En el ejemplo representado, el ángulo de abertura de descarga £ se mide entre el primer extremo de anillo axial RE1 y el eje de la abertura de descarga 25 realizada como orificio cilíndrico. La distancia axial de abertura de descarga x se mide como ya se ha descrito desde la limitación del primer extremo de abertura de descarga 25a en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna, que está dirigida hacia el primer extremo de anillo axial RE1. Los valores de la distancia axial de abertura de descarga x se refieren naturalmente al estado nuevo del anillo de empaquetadura 14 sin desgaste. Pero, la(s) abertura(s) de descarga puede(n) 25 presentar también en una vista en planta (Fig. 3+4) un desarrollo que se desvía de la dirección radial, es decir, estar inclinadas, como se explica con más detalle a continuación con ayuda de la fig.
8b.
Mediante la disposición inclinada de al menos una abertura de descarga 25 se puede modificar la compensación de presión en función del desgaste del anillo de empaquetadura 14, ya que la posición axial del extremo de abertura de descarga 25a radialmente interno se modifica en función del desgaste. En el ejemplo representado, el extremo de abertura de descarga 25a migra en el caso de un desgaste radial v del anillo de empaquetadura 14 en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1. Esto significa que la distancia axial de abertura de descarga xv en caso de desgaste radial v es menor que la distancia axial de abertura de descarga x en el estado nuevo del anillo de empaquetadura 14. El tamaño de la distancia axial de abertura de descarga xv depende naturalmente del ángulo de abertura de descarga £. De este modo, la compensación de presión aumenta en la dirección axial en función del estado de desgaste del anillo de empaquetadura 14, donde el grado de la compensación de presión se puede seleccionar en función del tamaño del ángulo de abertura de descarga £.
Pero, una abertura de descarga 25 no tiene que estar realizada completamente inclinada a lo largo de toda su longitud, en principio también sería suficiente si solo una sección de la abertura de descarga 25 adyacente a la superficie circunferencial interior 18 está inclinada en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1. La sección restante de la abertura de descarga 25, dirigida hacia la superficie circunferencial exterior 23, podría discurrir en paralelo a los extremos de anillo RE1, RE2, tal como se indica en la sección D-D a trazos. Por lo tanto, la compensación de presión de la abertura de descarga 25 inclinada por secciones sería dependiente del desgaste durante tanto tiempo (el primer extremo de abertura de descarga 25a migra en la dirección del primer extremo de anillo RE1) hasta que se alcanza el desgaste v y la sección inclinada de la abertura de descarga 25 ha desaparecido esencialmente por completo.
Con un desgaste progresivo, la compensación de presión se mantendría esencialmente constante debido a la sección recta (a trazos) de la abertura de descarga 25, ya que el primer extremo de abertura de descarga 25a no migra más en la dirección del primer extremo de anillo RE1. La longitud de la sección inclinada de la abertura de descarga 25 en la dirección radial del anillo de empaquetadura 14 está a este respecto preferentemente entre el 0-60 % de la altura del anillo RH, de forma especialmente preferible el 40 %. Naturalmente, toda la abertura de descarga 25 o la sección de la abertura de descarga 25 adyacente a la superficie circunferencial interior 18 podrían presentar, en lugar del desarrollo recto, también un desarrollo curvado total o parcialmente. La abertura de descarga 25 o la sección de la abertura de descarga 25 adyacente a la superficie circunferencial interior 18 estaría curvada en este caso en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1, de modo que el primer extremo de abertura de descarga 25a migra en función del desgaste en la dirección del primer extremo de anillo RE1.
Pero, como ya se ha mencionado, las aberturas de descarga 25 son solo opcionales. Según la invención, está prevista al menos una (preferentemente varias) abertura(s) de desgaste 27 en al menos un segmento de anillo 14a del anillo de empaquetadura 14, como ya se ha descrito con ayuda de la fig. 2. En la sección B-B está representada una abertura de desgaste 27 en forma de un orificio cilíndrico con base cónica y con un diámetro de abertura de desgaste dv. La abertura de desgaste 27 se extiende aquí en la dirección radial del anillo de empaquetadura 14, es decir, en el ejemplo mostrado en paralelo al primer y segundo extremo de anillo axial RE1, RE2. Sin embargo, a diferencia de la abertura de descarga 25, la abertura de desgaste 27 se extiende partiendo de la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa del anillo de empaquetadura 14 solo sobre una parte de la altura de anillo RH en la dirección de la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna, sin alcanzarla (en estado nuevo, sin desgaste). Esto significa que la abertura de desgaste 27 solo a partir de un cierto desgaste radial v del anillo de empaquetadura conecta la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa del anillo de empaquetadura 14 con la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna. La abertura de desgaste 27 contribuye con ello a la compensación de presión (descrita en la fig. 5b) solo a partir de este estado de desgaste v y asume entonces esencialmente una función análoga como las aberturas de descarga 25.
La al menos una abertura de desgaste 27 está espaciada en una distancia axial de abertura de desgaste y del primer extremo de anillo axial RE1, donde la distancia axial de abertura de desgaste y se mide desde el punto de la abertura de desgaste 27, que se encuentra en la dirección radial más cercana a la superficie circunferencial interior 18, ya que este punto se expone en primer lugar por el desgaste. Esto significa que la abertura de desgaste 27 no está conectada con el primer extremo de anillo axial RE1, sino solo con la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa y/o con el segundo extremo de anillo axial RE2. En general, el extremo de abertura de desgaste 27a radialmente interno dirigido hacia la superficie circunferencial interior 18 se encuentra con ello entre el primer y el segundo extremo de anillo axial RE1, RE2. El extremo de abertura de desgaste 27a está rodeado con ello visto en la dirección axial y en la dirección circunferencial por el material del anillo de empaquetadura 14. En el ejemplo mostrado (sección B-B), la abertura de desgaste 27 está realizada como un orificio con base cónica, por lo tanto, la distancia axial de la abertura de desgaste y se mide hasta la punta del extremo de abertura de desgaste 27a. La distancia axial de abertura de desgaste y puede ser igual de grande que la distancia axial de abertura de descarga x, pero también puede ser diferente, por ejemplo, como se indica en la fig. 6. Preferentemente, la distancia axial de abertura de desgaste y es del 2-20 % de la anchura de anillo axial RB del anillo de empaquetadura 14, de forma especialmente preferible del 2-15 %, en particular como máximo del 10 %.
La extensión radial de la abertura de desgaste 27 partiendo de la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa, aquí la profundidad de abertura de desgaste tv del orificio cilíndrico, está seleccionada de modo que el extremo de abertura de desgaste 27a esté espaciado en la dirección radial a una distancia de la superficie circunferencial interior 18, que es como máximo del 40 % de la altura de anillo radial RH y se selecciona ventajosamente en función de un desgaste esperado v del anillo de empaquetadura. Por ejemplo, la duración hasta alcanzar un cierto desgaste v de un determinado material de anillo de empaquetadura se podría determinar en ensayos en determinadas condiciones de funcionamiento y teniendo en cuenta la rugosidad superficial del vástago de pistón 2. A partir de esto se podría estimar, por ejemplo, cuánto tiempo (por ejemplo, muchas horas de funcionamiento) se puede hacer funcionar un compresor hasta que se alcance el desgaste v. La profundidad de abertura de desgaste tv de la abertura de desgaste 27 se podría dimensionar entonces de modo que la abertura de desgaste 27, a partir de un cierto número de horas de funcionamiento, conecte la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa con la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna, para permitir a partir de este momento una compensación de presión elevada.
Pero, también podría estar prevista al menos una abertura de desgaste 27 en el anillo de empaquetadura 14, en la que está inclinada al menos una sección final dirigida hacia la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1. Pero, preferentemente no solo la sección final de la abertura de desgaste 27 está inclinada (tal como se indica a trazos en la sección C-C), sino toda la abertura de desgaste 27. En particular, al menos una abertura de desgaste 27 puede estar realizada como un orificio cilindrico que se extiende desde la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa de forma oblicua en la dirección de la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna, tal como está representado en la sección C-C de la fig. 6. La abertura de desgaste 27 está inclinada aquí en un ángulo de abertura de desgaste 9 con respecto al primer extremo de anillo axial RE1. De este modo, de forma análoga a la realización recta (sección B-B) a partir del desgaste v tendría lugar una compensación de presión elevada. Adicionalmente, en la variante inclinada según la sección C-C a partir del desgaste v, la compensación de presión se incrementaría automáticamente en función del desgaste progresivo adicional, como ya se ha explicado con ayuda de la abertura de descarga 25. La profundidad de abertura de desgaste tv no corresponde en el caso del orificio oblicuo a la profundidad de orificio, sino a la extensión máxima de la abertura de desgaste 27 en la dirección radial, partiendo de la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa, tal como está representado en la sección C-C.
El diámetro de abertura de desgaste dv de la(s) abertura(s) de desgaste 27 (en caso de sección transversal circular) puede corresponder, por ejemplo, al diámetro de abertura de descarga ve o ser diferente de éste. Preferentemente, el diámetro de abertura de desgaste dv de la(s) abertura(s) de desgaste 27 está entre el 2-60 % de la anchura de anillo axial RB del segmento de anillo 14a, de manera especialmente preferible el 25 %. Asimismo, el ángulo de abertura de desgaste 9 entre la abertura de desgaste 27 y el primer extremo de anillo axial RE1 podría corresponder al ángulo de abertura de descarga £ o ser diferente de este. Esto depende a su vez de las condiciones de contorno del uso del anillo de empaquetadura 14 y de las propiedades deseadas con vistas a la compensación de presión a conseguir.
Pero, las aberturas de descarga 25 y/o las aberturas de desgaste 27 no tienen que desembocar necesariamente en la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa del anillo de empaquetadura 14. Sería concebible, por ejemplo, que una abertura de descarga 25 y/o abertura de desgaste 27 se extienda adicional o alternativamente en el segundo extremo de anillo axial RE2, por ejemplo, tal como se indica a trazos en la sección A-A para la abertura de descarga 25 y en la sección B-B para la abertura de desgaste. Dado que la alta presión Ph en el lado del cilindro también se aplica en el segundo extremo del anillo axial RE2, el efecto de la compensación de la presión también se podría implementar con una abertura de descarga 25, que conecta la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna con el segundo extremo del anillo axial RE2 o con una abertura de desgaste 27, que conecta la superficie circunferencial interior 18 con el segundo extremo del anillo axial RE2 a partir de un cierto desgaste v. Pero, debido a la fabricación más sencilla, es ventajoso si las aberturas de descarga 25 y/o las aberturas de desgaste 27 se disponen en particular en forma de un orificio cilíndrico partiendo de la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa del anillo de empaquetadura 14 hasta o en la dirección de las superficies circunferenciales interiores 18 radialmente internas.
Según otra configuración ventajosa del anillo de empaquetadura 14, en el anillo de empaquetadura 14 puede estar prevista al menos una escotadura de compensación 32, como está representado en las fig. 7a-7d respectivamente con ayuda de un segmento de anillo 14a. La al menos una escotadura de compensación 32 se extiende desde la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa del anillo de empaquetadura 14 a través de una parte de la altura de anillo RH en la dirección de la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del anillo de empaquetadura 14 y desde el primer extremo de anillo axial RE1 a través de una parte de la anchura de anillo RB en la dirección del segundo extremo de anillo axial RE2. La(s) escotadura(s) de compensación/en 32 sirve(n) esencialmente para reducir la fuerza de apriete axial y, en consecuencia, la fricción en la superficie de contacto entre el primer extremo de anillo axial RE1 y el segmento de carcasa 3i (indicado esquemáticamente en la sección E-E de la fig. 7a) del dispositivo de sellado 1 durante el funcionamiento del compresor.
En particular, en el caso de anillos de empaquetadura 14 altamente compensados por presión (por ejemplo, gran número de aberturas de descarga 25, baja distancia circunferencial de abertura de descarga z, baja distancia axial de abertura de descarga x), puede ocurrir que el anillo de empaquetadura 14 se presione radialmente contra el vástago de pistón 2 durante el funcionamiento debido a la alta compensación de presión solo con una fuerza resultante relativamente baja (véase, por ejemplo, la fig. 5b). Los movimientos laterales del vástago de pistón 2 que se producen eventualmente durante el funcionamiento los podría seguir el anillo de empaquetadura 14, sin escotadura de compensación 32, en determinadas circunstancias solo de forma insuficiente debido a la fricción en la superficie de contacto entre el primer extremo de anillo axial RE1 y el segmento de carcasa 3i, lo que conduciría a un levantamiento del anillo de empaquetadura 14 del vástago de pistón 2 en la dirección radial y, con ello, a fugas indeseadas. Mediante la escotadura de compensación 32 se reduce la fuerza de fricción que se opone al movimiento lateral del anillo de empaquetadura 14, por lo que el anillo de empaquetadura 14 puede seguir mejor los movimientos del vástago de pistón 2 en la dirección radial. La(s) escotadura(s) de compensación 32 puede(n) estar configurada(s) de forma distinta, como se describe en detalle a continuación con ayuda de la fig. 7a-7d, donde a la izquierda está representado respectivamente el segmento de anillo 14a en vista en planta y a la derecha respectivamente una vista en sección conforme a la respectiva línea de corte dibujada en la vista en planta.
En la fig. 7a, la escotadura de compensación 32 está conformada en forma de una ranura alargada de la anchura bA, que presenta un primer extremo de escotadura de compensación 32a y un segundo extremo de escotadura de compensación 32b espaciado de este en la dirección circunferencial en un ángulo determinado, como se puede ver en la representación a la izquierda. La extensión máxima hA visible en la sección E-E de la escotadura de compensación 32 en la dirección radial es preferentemente del 60 % de la altura de anillo radial RH. De este modo se garantiza que todavía esté a disposición una superficie de sellado estática suficientemente grande en el primer extremo del anillo axial RE1, que está en contacto con la superficie de contacto en el segmento de carcasa 3i, para lograr un sellado radial. La extensión máxima hA de la escotadura/en 32 de compensación en la dirección radial es válida independientemente de la configuración constructiva de la(s) escotadura(s) de compensación 32. La profundidad de escotadura de compensación máxima tA de la(s) escotadura(s) de compensación 32 en la dirección axial del anillo de empaquetadura 14 está entre el 1-40 % de la anchura de anillo RB del anillo de empaquetadura 14, preferiblemente 0,5 mm, donde esto igualmente es válido independientemente de la configuración concreta (fig.7a-7d) de la escotadura de compensación 32.
La configuración según la figura 7b presenta varias escotaduras de compensación 32 separadas, que están espaciadas entre sí en la dirección circunferencial, como está representado en la vista en planta superior izquierda. De este modo, las escotaduras de compensación 32 dispuestas en la dirección circunferencial en el exterior (en los extremos de segmento SE1, SE2) se pueden dimensionar, por ejemplo, de forma diferente que las escotaduras de compensación 32 situadas entre ellas, con lo que se puede variar la fuerza de presión en la dirección circunferencial. La sección F-F representada a la derecha muestra, a su vez, la extensión hA de la escotadura de compensación 32 correspondiente en la dirección radial, así como la profundidad de escotadura de compensación tA.
La configuración de la escotadura de compensación 32 en la fig. 7c corresponde esencialmente a aquella de la fig. 7a, pero con la diferencia de que la escotadura de compensación 32 presenta en una zona, situada en la dirección circunferencial entre el primer extremo de escotadura de compensación 32a y el segundo extremo de escotadura de compensación 32b, aberturas de escotadura de compensación 32c adicionales, que conectan la escotadura de compensación 32 radialmente con la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa, como se puede ver en la vista en planta izquierda. La sección G-G representada a la derecha muestra, a su vez, la extensión hA de la escotadura de compensación 32 en la dirección radial, así como la profundidad de escotadura de compensación tA.
La fig. 7d muestra otra configuración de una escotadura de compensación 32, donde la escotadura de compensación 32 está conectada radialmente a lo largo de toda su extensión en la dirección circunferencial con la superficie circunferencial exterior 23 del anillo de empaquetadura, como está representado en la vista en planta izquierda. De este modo se crea una superficie de contacto relativamente grande en el segmento de carcasa 3i, en la que puede actuar la alta presión pH en el lado del cilindro, por lo que se puede reducir adicionalmente la fuerza de apriete axial del anillo de empaquetadura 14 en el segmento de carcasa 3i en comparación con las variantes según las fig. 7a - c. La sección H-H representada a la derecha muestra, a su vez, la extensión hA de la escotadura de compensación 32 correspondiente en la dirección radial, así como la profundidad de escotadura de compensación tA.
Pero, las variantes mostradas son, por supuesto, solo a modo de ejemplo, que deben mostrar de manera no limitativa posibles configuraciones constructivas de la(s) escotadura(s) de compensación 32. Por supuesto, el experto en la materia también puede prever otras configuraciones de la(s) escotadura(s) de compensación 32.
En la fig.8a-d está representada a modo de ejemplo otra configuración ventajosa del anillo de empaquetadura 14 según la invención mediante un segmento de anillo 14a. Como ya se ha descrito suficientemente, en al menos un segmento de anillo 14a del anillo de empaquetadura 14 está prevista al menos una abertura de desgaste 27. Preferentemente están previstas adicionalmente una o varias aberturas de descarga 25, aquí cuatro aberturas de descarga 25 por segmento de anillo 14a, que están espaciadas entre sí respectivamente a una distancia circunferencial de abertura de descarga z. Pero, la distancia circunferencial de abertura de descarga z no tiene que ser del mismo tamaño entre todas las aberturas de descarga 25 (tal como se representa), sino que también podría ser, por ejemplo, diferente.
En la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna al menos de un segmento de anillo 14a del anillo de empaquetadura 14 está prevista, según otra configuración ventajosa de la invención, al menos una escotadura de arranque 33. La al menos una escotadura de arranque 33 se extiende en la dirección axial del segmento de anillo 14a desde el segundo extremo de anillo axial RE2 sobre una parte de la anchura anular RB en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1. En la dirección radial del segmento de anillo 14a, la escotadura de arranque 33 se extiende desde la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del segmento de anillo 14a a través de una pequeña parte de la altura anular RH en la dirección de la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa del segmento de anillo 14a. En la dirección circunferencial, la escotadura de arranque 33 está espaciada de los respectivos extremos de segmento SE1, SE2. La fig. 8d muestra una vista isométrica del segmento de anillo 14a, donde la escotadura de arranque 33 es claramente visible. En el ejemplo mostrado solo está prevista una escotadura de arranque 33 en el segmento de anillo 14a, pero naturalmente también podrían estar previstas varias escotaduras de arranque 33 más pequeñas en la dirección circunferencial espaciadas una al lado de la otra en el segmento de anillo 14a en relación con la escotadura de arranque 33 representada.
La disposición de una escotadura de arranque 33 se utiliza en particular en el caso de anillos de empaquetadura 14 fuertemente compensados por presión (por ejemplo, gran número de aberturas de descarga 25, pequeña distancia circunferencial de abertura de descarga z y pequeña distancia axial de abertura de descarga x). En tales anillos de empaquetadura 14 se pueden producir fugas elevadas al arrancar el compresor desde el punto de parada, ya que la presión de apriete radial con la que se presiona el anillo de empaquetadura 14 contra el vástago de pistón 2, en determinadas circunstancias, no es suficiente para compensar errores de tolerancia debidos a la fabricación o posibles rebabas en el anillo de empaquetadura 14 y/o en el vástago de pistón 2. Mediante la disposición de al menos una escotadura de arranque 33, el anillo de empaquetadura 14 se apoya al comienzo de la fase de arranque sobre una superficie de arranque 34 relativamente pequeña en comparación con toda la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna en el vástago de pistón 2. De este modo, la presión superficial debida a la presión en la superficie de arranque 34 se incrementa al comienzo de la fase de arranque, lo que conduce a un efecto de sellado mejorado y, en consecuencia, a una menor fuga. En este contexto, se debe entender por fase de arranque no solo el primer arranque del compresor de pistón, sino cada arranque desde el punto de parada (al menos mientras esté presente una superficie de arranque 34). Preferentemente, la al menos una escotadura de arranque 33 está dimensionada de tal manera que la superficie de arranque 34 restante de un segmento de anillo 14a está entre el 25 % y el 75 % de la superficie circunferencial interior 18 del segmento de anillo 14a, preferentemente el 60 %. Cuando se disponen varias escotaduras de arranque 33 en el segmento de anillo 14a, la relación de superficie se refiere a la suma de las superficies individuales de las escotaduras de arranque 33 en relación con la superficie circunferencial interior 18 del segmento de anillo 14a.
En la fig. 8a está representado un segmento de anillo 14a del anillo de empaquetadura 14 en una vista normal sobre la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna. Partiendo del segundo extremo de anillo axial RE2, en el que en el funcionamiento del compresor de pistón se aplica la alta presión Ph en el lado del cilindro, la escotadura de arranque 33 se extiende sobre una parte de la anchura anular RB en la dirección del primer extremo de anillo axial RE1, en el que en el funcionamiento reina la presión más baja Pn con respecto a ella. La anchura de entalladura de arranque bAL en la dirección axial del anillo de empaquetadura 14 es preferentemente del 30 % al 90% de la anchura de anillo axial RB, en particular del 65 %, para desarrollar un efecto suficientemente alto durante el arranque ascendente del compresor. Además, en la fig. 8a se pueden ver los primeros extremos de abertura de descarga 25a de las aberturas de descarga 25, que están espaciados entre sí respectivamente en la dirección circunferencial en la distancia circunferencial de abertura de descarga z (medido por las limitaciones dirigidas una hacia otra de los extremos de abertura de descarga 25a).
La fig. 8b muestra una sección radial a través del segmento de anillo 14a según la línea de corte I-I de la fig. 8a. La fig. 8c muestra una sección longitudinal a través del segmento de anillo 14a según la línea de corte J-J de la fig. 8b. En la figura 8c se puede ver la profundidad de escotadura de arranque radial tAL muy baja en comparación con la altura de anillo radial r H, que se mueve en el rango entre 1-3 % de la altura de anillo radial RH, de forma especialmente preferida 2 %. Debido a esta profundidad de escotadura de arranque tAL muy reducida, el comportamiento de arranque se mejora tal como se describe, sin que el comportamiento del anillo de empaquetadura 14 se modifique fundamentalmente durante el funcionamiento normal del compresor. Por lo tanto, la escotadura de arranque 33 no es una ranura circunferencial en el sentido convencional que conecta las aberturas de descarga 25 y, por lo tanto, durante el funcionamiento del compresor no realiza una contribución o solo una insignificante a la compensación de presión. Después del desgaste de la superficie de contacto 34, el anillo de empaquetadura 14 se comporta como un anillo sin escotadura de contacto 33. En el marco de la invención, bajo la desembocadura directa de los extremos de abertura de descarga 25a de las aberturas de descarga 25 en la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna se entiende también una desembocadura en la escotadura de arranque 33. Por lo tanto, las relaciones de presión mostradas por medio de la fig.5b tienen validez esencialmente también para un anillo de empaquetadura 14 con escotadura de arranque 33. Si están previstas varias escotaduras de arranque 33 en un anillo de empaquetadura 14, por ejemplo, una escotadura de arranque 33 por segmento de anillo 14a (tal como se representa) o varias escotaduras de arranque 33 por segmento de anillo 14a, estas también pueden estar realizadas de forma diferente. Por ejemplo, las escotaduras de arranque 33 pueden presentar diferentes profundidades de escotadura de arranque radiales tAL y/o diferentes formas y/o diferentes anchuras de escotadura de arranque bAL en la dirección axial, para poder configurar el comportamiento de arranque del anillo de empaquetadura 14 de forma aún más variable. Pero, las condiciones de contorno, en particular con respecto a la superficie de contacto 34 restante, siguen siendo las mismas. Debido a la fabricación, la(s) escotadura(s) de arranque 33 en los bordes puede(n) presentar en determinadas circunstancias también un cierto radio, que resulta, por ejemplo, de la geometría de una herramienta utilizada, tal como, por ejemplo, una fresa.
En la sección I-I de la fig. 8b están representadas de nuevo aberturas de descarga 25 así como aberturas de desgaste 27 en distintas variantes. La abertura de descarga 25-1 que está dispuesta en el segundo extremo de segmento SE2 del segmento de anillo 14a se diferencia aquí de las tres aberturas de descarga 25-2 restantes. Las aberturas de descarga 25-2 están realizadas como orificios pasantes cilíndricos y presentan un desarrollo en la dirección radial del anillo de empaquetadura 14 o aquí del segmento de anillo 14a. Por lo tanto, las aberturas de descarga 25-2 no están dispuestas inclinadas (como, por ejemplo, en las fig. 2-4), es decir, presentan un ángulo de apertura de descarga £=0. Por lo tanto, las aberturas de descarga 25-2 se extienden en paralelo al primer y segundo extremo de anillo RE1, RE2, como se puede ver en la fig.8c.
La abertura de descarga 25-1, que está dispuesta en el segundo extremo de segmento SE2 del segmento de anillo 14a, discurre aquí en una dirección diferente de la dirección radial del segmento de anillo 14a. A diferencia de las aberturas de descarga 25 inclinadas en un primer ángulo de abertura de descarga £ en la dirección axial (fig.2 sección D-D en la fig.6), la abertura de descarga 25-1 está dispuesta de modo que, si bien se encuentra en el plano de corte mostrado en la fig.8b, es decir, en paralelo al primer y segundo extremo de anillo RE1, RE2, sin embargo, difiere en este plano de corte en un segundo ángulo de abertura de descarga w de la dirección radial. Esto significa esencialmente que el segundo extremo de abertura de descarga 25-1 b que desemboca en la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa del anillo de empaquetadura 14 está espaciado en la dirección circunferencial del primer extremo de abertura de descarga 25-1a que desemboca en la superficie circunferencial interior 18 interna, tal como está representado en la fig. 8b.
La distancia de los extremos de abertura de descarga 25-1a, 25-1b resulta del ángulo de abertura de descarga w y del diámetro exterior Da del anillo de empaquetadura 14 formando w*Da. Debido a esta disposición oblicua de la abertura de descarga 25-1 también se posibilita una compensación de presión en una sección de la superficie circunferencial interior 18 interna, situada cerca del segundo extremo de segmento SE2. Tal compensación de presión no se podría implementar o solo difícilmente con una abertura de descarga 25 que discurre radialmente de forma análoga a las aberturas de descarga 25-2 debido a la superposición de los extremos de segmento SE2, SE1 de dos segmentos de anillo 14a adyacentes. Pero, por supuesto, también sería concebible que una o varias aberturas de descarga 25 se prevean en un anillo de empaquetadura 14 o un segmento de anillo 14a, que están dispuestas tanto en un primer ángulo de abertura de descarga £, como también en un segundo ángulo de abertura de descarga w que se desvía de la dirección radial. Esto significa que el primer extremo de abertura de descarga 25a podría estar espaciado del segundo extremo de abertura de descarga 25b tanto en la dirección axial como también en la dirección circunferencial.
Las dos aberturas de desgaste 27 discurren aquí en la dirección radial del segmento de anillo 14a. Como se puede ver en la fig. 8b, las dos aberturas de desgaste 27 con una profundidad diferente tv1 > tv2 se extienden desde la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa del anillo de empaquetadura 14 en la dirección de la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna. En caso de un desgaste v=RH-tv1, primero se expone la abertura de desgaste 27 con la profundidad tv1 y, en caso de desgaste progresivo v=RH-tv2, se expone la abertura de desgaste 27 con la profundidad tv2. De este modo se consigue un aumento esencialmente de dos etapas de la compensación de presión. Naturalmente, también se podrían prever más o menos aberturas de desgaste 27 y/o aberturas de descarga 25, pero al menos una abertura de desgaste 27 en al menos un segmento de anillo 14a. Una o varias aberturas de desgaste 27 también podrían estar dispuestas inclinadas adicional o alternativamente a la diferente profundidad tv
en un primer ángulo de abertura de desgaste 9 con respecto a la dirección radial del anillo de empaquetadura 14 (véase la sección C-C en la fig. 6) y/o en un segundo ángulo de abertura de desgaste A (no representado), de manera análoga al segundo ángulo de abertura de descarga w, como se ha representado en la fig. 8b.
Dependiendo de la aplicación, las formas de realización mostradas de la invención se pueden combinar naturalmente a voluntad para lograr un resultado deseado, en particular una compensación de presión deseada del anillo de empaquetadura 14. Preferentemente, al menos un anillo de empaquetadura 14 según la invención está dispuesto en un dispositivo de sellado 1 de un compresor de pistón representado en la fig. 1, de forma especialmente preferible varios anillos de empaquetadura 14 según la invención en la dirección axial uno detrás de otro.
Por último, cabe señalar de nuevo que las características descritas y mostradas de las formas de realización representadas en las fig. 1 - 8d se deben considerar independientemente unas de otras y, por supuesto, también se pueden utilizar por sí solas o en cualquier combinación. Un anillo de empaquetadura 14 no debe presentar, por ejemplo, necesariamente, como se representa en la fig. 2, aberturas de descarga 25 y aberturas de desgaste. En el caso más simple, el anillo de empaquetadura 14 según la invención podría presentar en al menos un segmento de anillo 14a al menos una abertura de desgaste 27 con cualquier forma, que se extiende desde la superficie circunferencial exterior 23 radialmente externa y/o el segundo extremo de anillo axial RE2 del segmento de anillo 14a en la dirección de la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del segmento de anillo 14a, donde el extremo de abertura de desgaste 27a de la al menos una abertura de desgaste 27 está espaciado de la superficie circunferencial interior 18 radialmente interna del segmento de anillo 14a a una distancia en la dirección radial del segmento de anillo 14a, que es como máximo del 40% de la altura de anillo radial RH. Opcionalmente se podrían prever adicionalmente una o varias aberturas de descarga 25 con cualquier forma, tamaño y desarrollo. Además, se podrían prever opcionalmente una o varias escotaduras de compensación 32 y/o escotaduras de arranque 33 en el anillo de empaquetadura 14, así como una o varias ranuras axiales 24 y/o una ranura circunferencial 20.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Anillo de empaquetadura (14) con al menos tres segmentos de anillo (14a), con respectivamente un primer extremo de segmento (SE1) y un segundo extremo de segmento (SE2) en la dirección circunferencial, donde una primera superficie de contacto tangencial (19a) del primer extremo de segmento (SE1) de un segmento de anillo (14a) se apoya en una segunda superficie de contacto tangencial (19b) del segundo extremo de segmento (SE2) de un segmento de anillo (14a) que se conecta a él en la dirección circunferencial para generar un sellado radial del anillo de empaquetadura (14) y una primera superficie de contacto axial (16) del primer extremo de segmento (SE1) de un segmento de anillo (14a) dirigida hacia un primer extremo de anillo axial (RE1) del anillo de empaquetadura (14) se apoya en una segunda superficie de contacto axial (17) del segundo extremo de segmento (SE2) de un segmento de anillo (14a), que se conecta a él en la dirección circunferencial, dirigida hacia un segundo extremo de anillo axial (RE2) del anillo de empaquetadura (14), para generar un sellado axial del anillo de empaquetadura (14), caracterizado porque en al menos un segmento de anillo (14a) está prevista al menos una abertura de desgaste (27), que se extiende desde una superficie circunferencial exterior (23) radialmente externa y/o el segundo extremo de anillo axial (RE2) del segmento de anillo (14a) en la dirección de una superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a), donde un extremo de abertura de desgaste (27a) radialmente interna de la al menos una abertura de desgaste (27) dirigido hacia la superficie circunferencial interior (18) está espaciado a una distancia en la dirección radial del segmento de anillo (14a) de la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a), que asciende como máximo al 40 % de una altura de anillo radial (RH) que se extiende entre la superficie circunferencial exterior (23) externa y la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a), donde el extremo de abertura de desgaste (27a) se encuentra entre el primer y el segundo extremo de anillo axial (RE1, RE2) y está espaciado del primer y segundo extremo de anillo axial (RE1, RE2), y donde el extremo de abertura de desgaste (27a) está expuesto a partir de un cierto estado de desgaste del anillo de empaquetadura (14) en la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna, de modo que la abertura de desgaste (27) conecta la superficie circunferencial exterior (23) radialmente externa y el segundo extremo de anillo axial (RE2) del anillo de empaquetadura (14) con la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna.
2. Anillo de empaquetadura (14) según la reivindicación 1, caracterizado porque al menos una sección final de al menos hacia una abertura de desgaste (27) dirigida hacia la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna está inclinada en la dirección del primer extremo de anillo axial (RE1) y/o porque al menos una abertura de desgaste (27) presenta un desarrollo recto y una sección transversal circular constante con un diámetro de abertura de desgaste (dv) que es del 2-60 %, preferentemente del 2-40 % de la anchura de anillo axial (RB) del anillo de empaquetadura (14) y/o porque la al menos una abertura de desgaste (27) está espaciada a una distancia axial de abertura de desgaste (y) en la dirección axial del primer extremo de anillo axial (RE1), que es del 2 % al 20 % de la anchura de anillo axial (RB), preferentemente del 2-15 %
3. Anillo de empaquetadura (14) según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en al menos un segmento de anillo (14a) está prevista al menos una abertura de descarga (25), que se extiende desde la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a) hasta la superficie circunferencial exterior (23) radialmente externa y/o hasta el segundo extremo de anillo axial (RE2) del segmento de anillo (14a).
4. Anillo de empaquetadura (14) según la reivindicación 3, caracterizado porque un primer extremo de abertura de descarga (25a) de al menos una abertura de descarga (25), que desemboca en la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a), está espaciado a una distancia axial de la abertura de descarga (x) del primer extremo de anillo axial (RE1), que es del 4 % al 40 % de la anchura de anillo axial (RB) del segmento de anillo (14a), preferentemente del 4-20 % y/o porque la al menos una abertura de descarga (25) presenta al menos en el extremo de abertura de descarga (25a) una longitud de abertura de descarga en la dirección circunferencial, que es del 2-100% de la anchura de anillo axial (RB) del anillo de empaquetadura (14), preferentemente del 2-50%, en particular como máximo del 25 % de la anchura de anillo axial (RB).
5. Anillo de empaquetadura (14) según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4, caracterizado porque en al menos un segmento de anillo (14a) están previstas al menos dos aberturas de descarga (25), donde las aberturas de descarga (25) presentan respectivamente un primer extremo de abertura de descarga (25a) que desemboca en la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a), donde los primeros extremos de abertura de descarga (25a) de dos aberturas de descarga (25) dispuestas una al lado de otra en la dirección circunferencial están dispuestas espaciadas a una distancia circunferencial de abertura de descarga (z) entre sí, que es preferentemente de 1 mm a 15 mm, donde la distancia circunferencial de abertura de descarga (z) entre todas las aberturas de descarga (25) de un segmento de anillo (14a) es preferentemente de igual tamaño.
6. Anillo de empaquetadura (14) según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque al menos una sección de al menos una abertura de descarga (25) adyacente a la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a) está inclinada o curvada en la dirección del primer extremo de anillo axial (RE1) y/o porque está prevista al menos una abertura de descarga (25), cuyo primer extremo de abertura de descarga (25a) que desemboca en la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a) está espaciado en la dirección circunferencial de un segundo extremo de abertura de descarga (25b) de la abertura de descarga (25) que desemboca en la superficie circunferencial exterior (23) radialmente externa del segmento de anillo (14a).
7. Anillo de empaquetadura (14) según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 6, caracterizado porque la al menos una abertura de descarga (25) presenta al menos en el extremo de abertura de descarga (25a) una anchura de abertura de descarga axial que es del 2-30%, preferentemente del 2-20 % de la anchura de anillo axial (RB) del anillo de empaquetadura (14).
8. Anillo de empaquetadura (14) según la reivindicación 7, caracterizado porque la al menos una abertura de descarga (25) presenta un desarrollo recto y una sección transversal circular constante con un diámetro de abertura de descarga (dE) que está entre el 2-30 %, preferentemente 2-20 % de la anchura de anillo axial (RB) del anillo de empaquetadura (14).
9. Anillo de empaquetadura (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque en al menos un segmento de anillo (14a) está prevista al menos una escotadura de compensación (32), que se extiende desde la superficie circunferencial exterior (23) radialmente externa del segmento de anillo (14a) en la dirección de la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a) y se extiende desde el primer extremo de anillo axial (RE1) en la dirección del segundo extremo de anillo axial (RE2), donde está prevista preferentemente al menos una escotadura de compensación (32) por segmento de anillo.
10. Anillo de empaquetadura (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque en la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna de al menos un segmento de anillo (14a) está prevista al menos una escotadura de arranque (33) que se extiende en la dirección axial del segmento de anillo (14a) desde el segundo extremo de anillo axial (RE2) en la dirección del primer extremo de anillo axial (RE1) y se extiende en la dirección radial del segmento de anillo (14a) desde la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a) en la dirección de la superficie circunferencial exterior (23) radialmente externa del segmento de anillo (14a), para configurar una superficie de arranque (34) pequeña con respecto a toda la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna, donde la escotadura de arranque (33) presenta una profundidad de escotadura de arranque radial (tAL) de como máximo el 3 % de la altura de anillo (RH), donde un primer extremo de abertura de descarga (25a) de la al menos una abertura de descarga (25) desemboca en la escotadura de arranque (33) hasta un desgaste de la superficie de arranque (34) y desemboca en la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna después de un desgaste de la superficie de desgaste (34).
11. Anillo de empaquetadura (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque en la superficie circunferencial exterior (23) radialmente externa de al menos un segmento de anillo (14a), preferentemente de cada segmento de anillo (14a), está prevista al menos una ranura axial (24), que se extiende desde el primer extremo de anillo axial (RE1) hasta el segundo extremo de anillo axial (RE2).
12. Dispositivo de sellado (1) para el sellado de un vástago de pistón (2) que oscila en traslación, con una carcasa (3) en la que está previsto un número de anillos de empaquetadura (7) dispuestos axialmente uno detrás de otro, donde está previsto al menos un anillo de empaquetadura (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Compresor de pistón con una carcasa de compresor y al menos una carcasa de cilindro dispuesta en ella, en la que un pistón oscila en traslación, donde el pistón está conectado a través de un vástago de pistón con un cigüeñal dispuesto en la carcasa de compresor y con al menos un anillo de empaquetadura (14) dispuesto en la carcasa de compresor según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, para el sellado del vástago de pistón.
14. Compresor de pistón según la reivindicación 13, caracterizado porque en la carcasa de compresor está previsto un dispositivo de sellado (1) con una carcasa (3), en el que está previsto un número de anillos de empaquetadura (7) dispuestos axialmente uno detrás de otro, donde está previsto al menos un anillo de empaquetadura (14) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
15. Procedimiento para el sellado de un vástago de pistón oscilante en traslación de un compresor de pistón con al menos un anillo de empaquetadura (14), que presenta una abertura cilíndrica central (15), a través de la que se extiende el vástago de pistón, donde el anillo de empaquetadura (14) presenta al menos tres segmentos de anillo (14a) con respectivamente un primer extremo de segmento (SE1) y un segundo extremo de segmento (SE2) en la dirección circunferencial, donde una primera superficie de contacto tangencial (19a) del primer extremo de segmento (SE1) de un segmento de anillo (14a) se apoya en una segunda superficie de contacto tangencial (19b) del segundo extremo de segmento (SE2) de un segmento de anillo (14a) que se conecta a él en la dirección circunferencial para generar un sellado radial y una primera superficie de contacto axial (16) del primer extremo de segmento (SE1) de un segmento de anillo (14a) dirigida hacia un primer extremo de anillo axial (RE1) del anillo de empaquetadura (14) se apoya en una segunda superficie de contacto axial (17) del segundo extremo de segmento (SE2) de un segmento de anillo (14a), que se conecta a él en la dirección circunferencial, dirigida hacia un segundo extremo de anillo axial (RE2) del anillo de empaquetadura (14) para generar un sellado axial, donde el anillo de empaquetadura (14) se dispone en el compresor de pistón de modo que el primer extremo de anillo axial (RE1) está dirigido hacia una carcasa de cigüeñal del compresor de pistón, caracterizado porque un extremo de abertura de desgaste (27a) radialmente interna, dirigido hacia una superficie circunferencial interior (18) del anillo de empaquetadura (14), situado entre el primer y el segundo extremo del anillo axial (RE1, RE2), espaciado del primer y segundo extremo de anillo axial (RE1, RE2) y espaciado de la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a) a una distancia de como máximo el 40 % de una altura de anillo radial (RH) que se extiende entre la superficie circunferencial exterior (23) radialmente externa y la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a) en la dirección radial del segmento de anillo (14a), de la abertura de cierre (27) dispuesta en al menos un segmento de anillo (14a), que se extiende desde una superficie circunferencial exterior (23) radialmente externa y/o el segundo extremo de anillo axial (RE2) del segmento de anillo (14a) en la dirección de la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna del segmento de anillo (14a) se expone al alcanzar un desgaste radial predeterminado del anillo de empaquetadura (14) en la superficie circunferencial interior (18) radialmente interna para generar una compensación de presión.
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