JP2011163558A - 掻取りアッセンブリ及び掻取りアッセンブリを備えたコンプレッサ - Google Patents

Abstract

【課題】切断された掻取りリングを備えた掻取りアッセンブリ、及び掻取りアッセンブリを備えたコンプレッサであって、特に掻取りアッセンブリを通る漏れ通路の形成を防ぎ、掻取りアッセンブリの引っ掻きによるピストンロッドの表面的な損傷という恐れを減じ、少ない漏れ量を達成する。
【解決手段】掻取りリング２及びカバーリング３の半径方向内側の周面６，７は、共通の半径方向内側の掻取り面１０を形成し、掻取りリング２とカバーリング３との間における軸線方向の接触面１１が、掻取り面１０に対する垂線に対して傾けられていて、掻取りリング２は半径方向で切欠き４において形状接続式に保持されているか、又はカバーリング３は半径方向で掻取りリング２において形状接続式に保持されているようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、周方向に分割された掻取りリングと、周方向に分割されたＬ字形のカバーリングとを備えた掻取りアッセンブリであって、カバーリング及び掻取りリングの分割個所が周方向において互いにずらされて配置されており、掻取りリングは軸線方向でも半径方向でもＬ字形のカバーリングの切欠きに接触するように配置されている掻取りアッセンブリ、及び上記掻取りアッセンブリを備えたコンプレッサに関する。

ピストンコンプレッサにおいてクランク室には、通常、ピストンコンプレッサの可動部分を潤滑するための油が設けられている。油はピストンロッドにも到達し、ピストンロッドに沿って圧縮室内まで搬送されることがある。このことは、重大な油漏れであり、油が部分的に圧縮媒体と共に排出もされるので不都合である。これに対して、ピストンロッドの領域には、通常、掻取りブッシュ内にいわゆる掻取りリングが設けられている。掻取りリングはピストンロッドにおける油膜を掻き取るようになっている。掻き取られた油は、次いで適切に排出されるか若しくは戻される。

同様に、ピストンコンプレッサにはシール装置が設けられており、通常、チャンバディスクのチャンバ内にシールリング又はシールリングの組合せが設けられている。これにより高圧を備えたスペース（シリンダ）は低圧を備えたスペース（クランク室）に対してシールされる。

従来公知の掻取りリングは、多くの場合、鋭角な掻取りエッジを持った半径方向に切断された金属製のリングである。鋭角の掻取りエッジはピストンロッドを周方向において包囲し接触している。このような切断された掻取りリングは周方向のばねにより互いにまとめられ、周方向のばねにより作用するようになる。つまり、掻取りリングを正常に機能させるために、周方向のばねの半径方向の圧接力が必要になる。半径方向の切断部をシールするために、半径方向に切断された２つのリングが互いにずらされて配置されることがよくある。同様に、半径方向及び接線方向に切断された掻取りリングから成るアッセンブリも公知である。しかし、リングがずらされて配置されているにもかかわらず、半径方向の突合せ部は完全にシールされていないので、リングの外側の周面に沿った漏れ通路がもたらされる。同様に、掻取りリングは掻取りエッジを形成するために半径方向内側に輪郭付けされているので、リングの内側の周面における重大な漏れ通路がもたらされる。これにより、油は第１のリングの半径方向の間隙を通る。油は（掻取りエッジを除いてピストンロッドに接触していない）内側の周面に沿って、隣のリングの半径方向の間隙に案内され、そこから流出する。したがって、半径方向の突合せ部は、確かにずらされた配置により軸線方向においてはシールされているが、第１の掻取りリングの半径方向の突合せ部から、隣り合う掻取りリングの外側及び内側の周面を介して、隣り合う掻取りリングの半径方向の突合せ部への漏れ通路が生じる。同様の問題は、半径方向及び接線方向に切断された掻取りリングが組み合わされた場合にも実質的に発生することがある。したがって、このような従来のアッセンブリにおける掻取りエッジはどんなに良くても、どんなに多くの油をピストンロッド表面から除去することができても、油が漏れ出ることがある漏れ通路を常にもたらす。

シールアッセンブリはシール作用を発揮するためにガス密である必要があり、ひいてはシールアッセンブリを通る漏れ通路を除去する必要があるので、同様の問題がシールアッセンブリに発生する。

金属製の掻取りリングの他の問題は、鋭角の掻取りエッジによりピストンロッドが引き掻かれ、ピストンロッドが損傷することがあるという点にある。したがって、ピストンロッドの過度な損壊を避けるために、掻取りエッジを極めて正確な製造公差を持って製造する必要ある。しかし、このことは従来の金属製の掻取りリングの製造時の手間を増やす。

大きな漏れ量に繋がることがある、掻取りブッシュにおける掻取りリングの引っ掛かりを避けるために、掻取りブッシュにおける軸線方向の遊びが掻取りリングに必要にもなる。しかし、軸線方向の遊びにより、ストロークの度に掻取りブッシュの軸線方向の内面と、掻取りリングの、上記内面寄りの端面との間に半径方向の間隙が開放される。この間隙を通って油は遮断されずに掻取りブッシュ内へ到達することがあり、掻取りブッシュから必要に応じて油を迅速に排出することは困難である。これに対して、特許文献１においては、効果的な油付着により掻取りブッシュの軸線方向の内面に接着していて、ひいては掻取りブッシュへの油の進入を減じる絞りリングを使用するようになっている。しかし、掻取りアッセンブリは依然として、上記問題を全て包含している鋭角の掻取りエッジを備えた従来の金属製の半径方向に切断された掻取りリングを使用している。上記装置の他の問題は、ピストンロッドへの良好な適合のために、掻取りリングの半径方向の厚さを可能な限り小さくしたい、ということである。しかしこのことは、ピストンロッドが取り外されている場合に、掻取りリングは半径方向において掻取りブッシュ内に落ち込み、ひいては軸線方向の孔とピストンロッドとはもはや（ほぼ）同軸的ではなく、したがって組立て時に掻取りリングをピストンロッドに簡単に嵌めることはできない、ということに繋がる。さらに、完全に密でない半径方向の突合せ部に基づく上記装置において、漏れ通路が掻取りリングの周面に沿って形成されることになる。

特許文献２に記載の他の公知の掻取りアッセンブリは、２つの掻取りリングと１つのシールリングとを備えている。掻取りリングとシールリングとは、掻取りブッシュにおいて軸線方向に相前後して配置されている。真ん中の掻取りリングとシールリングとは、ピストンロッドに沿ってシール部を形成するために、従来の半径方向及び接線方向に切断されたシールリング対を形成する。したがって、真ん中の掻取りリングは掻取りリングの機能とシールリングの機能とを、１つのリングに統合している。真ん中の掻取りリングは外側の周面においてＶ字形に構成されている。これによりもたらされる湾入部に周方向のばねが配置される。周方向のばねは掻取り・シールアッセンブリを軸線方向において押し広げ、ひいては掻取りブッシュの内面へ押し付ける。したがって、第１の掻取りリングは同様にまた、掻取りブッシュ内への油の過度な侵入を防ごうとする絞りリングとしても機能する。同様に、真ん中の掻取りリングとシールリングとは、シール部を形成するために軸線方向に堅く互いに押し付けられることを保証したい。しかし、このような装置においても、鋭角な掻取りエッジの問題と、リングの外側及び内側の周面に沿った漏れ通路の形成という問題とが残されたままである。

磨耗調節を可能にするために、また、発生する熱膨張を補償することができるように、また、簡単にピストンロッドに組み付けることができるように、また、ピストンロッドの周面に沿った均一な掻取り作用を保証することができるように、従来多くの掻取りリングは分割されて構成されている。しかし掻取りリングの分割により、漏れ通路の形成という恐れが常に存在し、とりわけ上述したように、掻取りリングの外側及び内側の周面に沿って漏れ通路が形成される恐れがある。

また、切断されていない掻取りリングもある。しかしこのようなリングは常に、磨耗を調節できないか又は限定的にしか調節できず、ピストンロッド及び掻取りリングの材料の異なる熱膨張係数に基づく熱膨張を十分に補償することはできないという問題に曝されている。

金属製のＬ字形のカバーリングから成るピストンリング装置も公知である。このピストンリング装置においては金属又はプラスチックから成るシールリングが使用されている。周方向において分割されたカバー・シールリングを備えたこのようなピストンリング装置は、例えば特許文献３において見て取ることができる。このような装置においては、シリンダ壁に対して半径方向外側においてシールされる。特許文献３に示されているピストンリング装置におけるリングには複数の開口が設けてある。これにより過剰な油は圧縮ストローク中にこれらの開口を通じて圧縮室からクランク室内へ導出される。しかし、油は常に圧縮室にあり、このことはまた、圧縮媒体が油を含みかつ油を搬出することがあるので多くの場合において不都合である。類似のピストン装置を特許文献４及び特許文献５からも見て取ることができる。このようなピストンリング装置に共通していることは、Ｌ字形のリングは夫々、ピストンリング装置内に配置されているリングから独立してシール面（シリンダ壁）から持ち上がることがある、ということである。これにより最小の漏れ量という観点から望ましくないことがある掻取りエッジが形成されることがある。

欧州特許庁特許公開第１０６１２９５号明細書 米国登録特許第６９５９９３０号 米国特許第１８２２１０１号 米国特許第３６３２１２１号 ドイツ連邦共和国特許出願公開第２３２３４５５号明細書

本発明の目的は、切断された掻取りリングを備えた掻取りアッセンブリ、及び上記掻取りアッセンブリを備えたコンプレッサであって、上記問題の作用を減じる、つまり、特に掻取りアッセンブリを通る漏れ通路の形成を防ぎ、掻取りアッセンブリの引っ掻きによるピストンロッドの表面的な損傷という恐れを減じ、少ない漏れ量を達成する掻取りアッセンブリ、及び上記掻取りアッセンブリを備えたコンプレッサを提供することである。

上記目的は、周方向に分割された掻取りリングと、周方向に分割されたＬ字形のカバーリングとを備えた掻取りアッセンブリであって、カバーリング及び掻取りリングの分割個所が周方向において互いにずらされて配置されており、掻取りリングは軸線方向でも半径方向でもＬ字形のカバーリングの切欠きにおいて接触するように配置されている掻取りアッセンブリにおいて、掻取りリング及びカバーリングの半径方向内側の周面は、共通の半径方向内側の掻取り面を形成し、掻取りリングとカバーリングとの間における軸線方向の接触面が、掻取り面に対する垂線に対して傾けられていて、掻取りリングは半径方向で切欠きにおいて形状接続式に保持されているか、又はカバーリングは半径方向で掻取りリングにおいて形状接続式に保持されていることによって達成される。

好ましくは、掻取りリングに進入面が設けられており、進入面は掻取り面に接続しており、かつ、掻取り面に対して所定の角度において、有利には４０〜９０°、好ましくは５０〜８０°において半径方向外側に傾けられている。

好ましくは、カバーリングに引込み面が設けられており、引込み面は掻取り面に接続しており、かつ、掻取り面に対して所定の角度だけ、有利には２〜１５°だけ半径方向外側に傾けられている。

好ましくは、カバーリングに軸線方向に突出している突起が設けられており、掻取りリングに、進入面に接続している軸線方向の突出部が設けられており、軸線方向の突出部の内径が突起の外径よりも大きい。

好ましくは、カバーリングに進入面が設けられており、進入面は掻取り面に接続しており、かつ、掻取り面に対して所定の角度において、有利には４０〜９０°、好ましくは５０〜８０°において半径方向外側に傾けられている。

好ましくは、掻取りリングに引込み面が設けられており、引込み面は掻取り面に接続しており、かつ、掻取り面に対して所定の角度だけ、有利には２〜１５°だけ半径方向外側に傾けられている。

好ましくは、カバーリングに軸線方向に突出している突起が設けられており、掻取りリングの端面側に軸線方向の切欠きが設けられており、突起は複数の掻取りアッセンブリが軸線方向に互いに隣接している場合に切欠きに係合する。

好ましくは、突起は軸線方向の突出部に配置されている。

さらに、上記目的は、コンプレッサにおいて、往復運動するピストンロッドと、コンプレッサケーシングの一部分における掻取りブッシュとを備えており、掻取りブッシュ内に上記掻取りアッセンブリが配置されていることによって達成される。

好ましくは、掻取りアッセンブリの掻取りリングは掻取り作用を発揮するために、ピストンロッドの油で湿らされている側に向けられて配置されている。

好ましくは、掻取りアッセンブリはシールアッセンブリとして使用され、シールアッセンブリの掻取りリングはシール作用を発揮するために高圧を備えた側に向けられて配置されている。

好ましくは、掻取りブッシュ内に、軸線方向において互いに隣接している複数の掻取りアッセンブリ若しくは複数のシールアッセンブリが配置されている。

好ましくは、掻取りブッシュ内に予負荷部材が配置されており、予負荷部材は掻取りアッセンブリ若しくはシールアッセンブリを掻取りブッシュの軸線方向の画成面に軸線方向で押圧している。

好ましくは、１つのチャンバに１つの掻取りアッセンブリと１つのシールアッセンブリとが配置されており、軸線方向で掻取りアッセンブリとシールアッセンブリとの間に、掻取りアッセンブリとシールアッセンブリとをチャンバの軸線方向の画成面に押圧している１つの予負荷部材が配置されている。

周方向にずらされた分割個所及びカバーリングの切欠きにおける掻取りリングの接触により、掻取りアッセンブリは軸線方向にシールされる。カバーリングと掻取りリングとは共通の掻取り面を形成することにより、掻取りアッセンブリがピストンロッドに接触し、掻取りリングが全高さにわたってカバーリングに接触しているので、掻取りリング若しくはカバーリングの内側の周面に沿った漏れ通路は形成され得ない。したがって、本発明に係る掻取りアッセンブリは効果的に不都合な漏れ量を減じる。この掻取り面により同時に、ピストンロッドの表面が掻取りアッセンブリにより傷付けられないようになる。掻取りリングとカバーリングとの間の軸線方向の接触面の、掻取り面に対する垂線に対しての傾きにより、掻取りリングは半径方向で切欠きにおいて形状接続式に保持されるか、又はカバーリングは半径方向で掻取りリングにおいて形状接続式に保持される。したがって、吸込みストロークにおいて掻取りリングはカバーリングと共に、若しくはカバーリングは掻取りリングと共に持ち上げられ、かつ、吸込みストロークにおいて油によって湿らされているピストンロッドから油を引き込むこともでき、これにより漏れ量は減じられる。

有利には、掻取りリングに進入面が設けられている。進入面は掻取り面に接続しており、掻取り面に対して所定の角度において、有利には４０〜９０°、好適には５０〜８０°において半径方向外側に傾けられている。この範囲においては、磨耗を減じるために掻取りアッセンブリを潤滑するための十分な油膜も、掻取りアッセンブリの良好な掻取り作用も達成することができる。

掻取り面に接続していて、掻取り面に対して所定の角度だけ、有利には２〜１５°だけ半径方向外側に傾けられている引込み面がカバーリングに設けられていると、有利にはピストンロッドの掻取りストロークに続く吸込みストローク時に、掻取りアッセンブリを通って漏れ出る、掻き取られていない油を再び引き込む吸込み作用を形成することができる。したがって、掻取り作用を改良することができる。

掻取りブッシュ内への掻取りアッセンブリの落込みを防ごうとする半径方向のロックを実現するために、カバーリングには、有利には軸線方向に突出している突起が設けられており、掻取りリングには進入面に接続している軸線方向の突出部が設けられる。軸線方向の突出部の内径は、突起の外径よりも大きい。したがって、掻取りアッセンブリは半径方向のロックに基づき可能な限りピストンロッドに対して同心的なままであるので、掻取りアッセンブリを通って押し込まれるピストンロッドの組付けを簡単に行うことができる。

掻取り面に接続していて、掻取り面に対して所定の角度において、有利には４０〜９０°、好適には５０〜８０°において半径方向外側に傾けられている進入面がカバーリングに設けられていると、本発明に係る掻取りアッセンブリによって、有利にはシール作用及び掻取り作用を同時に達成することができる。このような掻取りアッセンブリは、１つのチャンバにおいて他の掻取りアッセンブリと特に良好に組み合わせることができるので、クランク室に向かって掻取り作用を得ることができ、シリンダ室に向かってシール作用を得ることができる。さらに、掻取り面に接続していて、掻取り面に対して所定の角度だけ、有利には２〜１５°だけ半径方向外側に傾けられている引込み面が掻取りリングに設けられていても有利である。半径方向のロックを実現するために、カバーリングには軸線方向に突出している突起が設けられていてよく、掻取りリングの端面側には軸線方向の切欠きが設けられていてよい。軸線方向に隣接している掻取りアッセンブリの構成において、突起は切欠きに係合する。

突起が軸線方向の突出部に配置されていると、油が隣り合う２つの掻取りアッセンブリの間において遮断されることを防ぐ、半径方向に自由に通流可能な領域がもたらされる。

掻取りブッシュ内に、ばねを介して掻取りブッシュの第１の軸線方向の画成面に及び隣り合った掻取りアッセンブリに軸線方向で接している予負荷リングが配置されていると、掻取りブッシュへの入口における半径方向の間隙の形成を、ひいてはこの間隙による大きな漏れ量を防ぐことができる。予負荷部材が２つの掻取りアッセンブリの間で軸線方向に配置されていると、実質的に同じことである。

本発明に係る掻取りアッセンブリは、特に有利には掻取り作用の実現及びシール作用の実現のために使用することができ、掻取りアッセンブリの掻取りリングの配向だけに注意するだけでよい。掻取り作用を達成するために掻取りリングを油を含有している側に向けることができ、シール作用を達成するために掻取りリングを比較的高い圧力を持った側に向けることができる。

本発明を、例示的で有利な構成に基づいて示した概略図１〜７において具体的に説明する。

本発明に係る掻取りアッセンブリの断面図である。 本発明に係る掻取りアッセンブリの側面図である。 本発明に係る掻取りアッセンブリをコンプレッサにおいて使用する状態を示す図である。 コンプレッサのシール装置において、本発明に係る掻取りアッセンブリをシールアッセンブリとして使用した状態を示す図である。 掻取り作用及びシール作用を発揮するために、本発明に係る掻取りアッセンブリをチャンバにおいて使用した状態を示す図である。 本発明に係る掻取りアッセンブリの斜視図である。 予負荷部材の斜視図である。

以下に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

本発明に係る掻取りアッセンブリ１を有利な実施の形態において図１，２，６に示す。掻取りアッセンブリ１は周方向に分割された掻取りリング２と、周方向に分割されたＬ字形のカバーリング３とから成っている。掻取りリング２とカバーリング３とは、有利には１つ又は複数の個所において半径方向において切断されており、有利には１つのプラスチック、場合によっては種々異なる材料若しくは複数のプラスチックから製造されている。掻取りリング２の周方向における半径方向の間隙１５と、カバーリング３の周方向における半径方向の間隙１６とは、図２に示すように、周方向において互いにずらされて配置されている（本実施の形態においては１８０°ずらされている）。しかし、周方向における分割はちょうど、例えば接線方向に又はキー状のように別様に構成されていてもよい。カバーリング３において、半径方向外側の周面に周方向のばねを収容するための切欠き５が設けられている。

掻取りリング２はＬ字形のカバーリング３の切欠き４内に配置されていて、掻取りリング２は軸線方向においても半径方向においても切欠き４の内面に接触している。掻取りリング２の半径方向内側の周面６と、カバーリング３の半径方向内側の周面７とは、運転中の使用においてピストンロッドに接触している共通の掻取り面１０を形成する。又は換言すれば、掻取りリング２とカバーリング３との間の軸線方向の接触面１１は、掻取り面１０を２つの部分面６，７に分割する。したがって、本発明に係る掻取りアッセンブリ１は、従来の掻取りリングのような鋭角を有する掻取りエッジではなく、掻取り面１０を有している。したがって、掻取りアッセンブリは比較的大きな面によって載置されていて、ピストンロッド表面における引っ掻きの問題は減じられる。掻取り面１０は、有利には０．５〜１．５ｍｍの幅を有する。規定の使用態様において、掻取りアッセンブリ１として掻取りリング２が、常にピストンロッドの油によって湿らされている側に向けられている。

また、上記装置はさらに他の重要な機能を有している。掻取りリング２は半径方向にも軸線方向にも、全周面にわたって（間隙１５を除いて）切欠き４に全面にわたって接しており、カバーリング３の内側の周面７は掻取り面１０の一部分を形成するので、掻取りアッセンブリ１を通る漏れ通路は形成されることはない。掻取りリング２における間隙１５は軸線方向及び半径方向において、掻取りリング２の全高さにわたってカバーリング３により完全に覆われている。

したがって、以下に図４，５に関連して具体的な実施の形態に基づいてさらに詳細に述べるように、切欠き４に接触している掻取りリング２が、シールしたい高圧を備えたスペース寄りに配置されている場合、上記掻取りアッセンブリ１はさらにガス密であり、シールアッセンブリとして使用することもできる。

掻取りリング２には進入面９が設けられている。進入面９は掻取り面１０に接続しており、部分的に掻取りリング２の端面を形成する。進入面９は掻取り面１０に対して所定の角度βにおいて半径方向外側に傾けられている。角度βは、有利には４０〜９０°、特に有利には５０〜８０°である。これにより、進入面９が急斜面において形成されている場合に良好な掻取り作用が認められているので、可能な限り急な勾配を持った進入面９の構成が得られる。角度βは、掻取りアッセンブリ１が油膜上を移動しても磨耗しないことを保証するために、可能な限り良好な掻取り作用の要望（つまり可能な限り急角度を備える）と、ピストンロッドに十分な厚さを持った油膜の維持という要望（つまり比較的平坦な角度を備える）との併存を調整したものである。この併存は角度βの上記範囲内において達成することができる。掻取りリング２における間隙１５の領域においては、カバーリング３が進入面の機能を担う。

カバーリング３には引込み面８が設けられている。引込み面８は掻取り面１０に接続しており、部分的にカバーリング３の端面を形成し、掻取り面１０に対して角度αだけ半径方向外側に傾けられている。角度αは、可能な限り平坦な引込み面８の構成を得るために、有利には２〜１５°である。平坦な引込み面８により、掻取りストロークに続く吸込みストローク中にピストンロッドに付着したままの掻取りアッセンブリ１によって掻き取られなかった油が、後続の吸込みストロークにおいて再び引き込まれるので、ピストンロッドに沿って常に存在する漏れ量は最小限に抑えられる。

掻取りストロークとは、本発明において、油をピストンロッド２０から掻き取るピストンロッド２０の運動のことであり、吸込みストロークとは、ピストンロッド２０の逆方向の運動のことを指す。

掻取りリング２とカバーリング３との間の接触面１１は、有利には掻取り面１０に対する垂線に対して所定の角度において傾けられていて、掻取りリング２は半径方向において切欠き４若しくはカバーリング３において形状接続式に保持される。カバーリング３における切欠き４の軸線方向の画成面は、適切に相補的に成形されている。ピストンロッドが油によって湿らされること（１００％の掻取り作用ではなく、油膜による所望の潤滑）により、カバーリング３は吸込みストローク時に、平坦な引込み面８に基づき簡単に持ち上げられる。したがって、カバーリング３における掻取りリング２の形状接続式の保持により、同時に掻取りリング２も持ち上げられ、油を効果的に引き込むことができる。例えばピストンロッドに対して９０°に切断されているか又は他の方向へ傾けられている場合のように、掻取りリング２が共に持ち上げられない場合は、掻取りリング２は吸込みストローク時に、油の引込みを妨げるような掻取りエッジを形成することになる。

さらに本発明において、カバーリング３の半径方向内側の領域の端面には、軸線方向に突出する突起１２が設けられている。掻取りリング２の進入面９の端面に接続するようにかつ突起１２の外径よりも大きな内径を備えた、軸線方向の突出部１３が設けられている。軸線方向の突出部１３は、さらに以下に記載するように隣り合う掻取りアッセンブリ１の突起１２と協働する。

図３には、往復運動するピストンロッド２０を備えたコンプレッサの一部分が示されている。コンプレッサケーシング２１の一部分若しくは十分に公知のチャンバディスクに、少なくとも１つの本発明に係る掻取りアッセンブリ１が配置されている掻取りブッシュ２２が設けられている。図示の構成においては、２つの掻取りアッセンブリ１が軸線方向に前後してかつ軸線方向に互いに接して配置されている。掻取りアッセンブリ１は夫々、掻取り面１０によってピストンロッド２０に接触している。２つの掻取りアッセンブリ１は夫々、周方向のばね２３により有効に機能するようになる。掻取りブッシュ２２内の掻取りアッセンブリ１の軸線方向の遊びを補償することができるように、本発明においては予負荷リング２６の形式の予負荷部材３２が設けられている。予負荷リング２６は切欠き３３に配置されている１つのばね２７（又は周面にわたって分配されている複数のばね２７）を介して、掻取りブッシュ２２の第１の軸線方向の画成面２８に軸線方向で接触しており、予負荷リング２６の掻取りアッセンブリ１寄りの端面２９を介して掻取りアッセンブリ１に接触している。ばねによる予負荷を介して、掻取りアッセンブリ１は第２の軸線方向の画成面３０に向かって押圧されるので、半径方向においてシールされる。したがって、掻取りブッシュ２２と第２の画成面３０との間の油は掻取りブッシュ２２内に到達することはできない。

予負荷リング２６に設けられているばね２７を収容するための軸線方向の切欠き３３が、軸線方向の複数の突出部３４に設けられていてよい。これにより、図６に示されているように、複数の突出部３４の間に半径方向において自由に貫流可能な領域が形成され、予負荷リング２６とピストンロッド２０との間における油は遮断されずに、自由に貫流可能な領域を介して掻取りブッシュ２２内に到達することができ、掻取りブッシュ２２から油を排出開口２５を通じて運び出すことができる。同様に突起１２はカバーリング３に設けられている軸線方向の突出部６０に配置されていてよい。これにより、図５に示されているように、複数の突出部６０の間に半径方向で自由に貫流可能な領域が形成され、２つの隣り合う掻取りアッセンブリ１の間、若しくは掻取りアッセンブリと予負荷部材３２との間において油は遮断されず、上記自由に貫流可能な領域を介して掻取りブッシュ２２内へ油は到達することができる。掻取りブッシュ２２から油を排出開口２５を通じて運び出すことができる。

また、掻取りアッセンブリ１を軸線方向の画成面３０に押圧することに適した他の予負荷部材３２，４２を任意に使用することもできる。例えば予負荷部材３２，４２として、単に１つのばねをコンプレッサケーシング２１に設けることもできるか、若しくは掻取りブッシュ２２を形成するチャンバディスクに設けることもでき、したがって、特に予負荷リング２６を省くこともできる。

隣り合う掻取りアッセンブリ１の突起１２と突出部１３とは、掻取りアッセンブリ１が半径方向において掻取りブッシュ２２内に落ちることを防ぐ半径方向のロック部を形成する。これにより掻取りアッセンブリ１を通って押し込まれるピストンロッド２０の組付けは容易になる。さらに、予負荷リング２６は突起１２の半径方向外側において隣り合う掻取りアッセンブリ１に作用する。したがって掻取りアッセンブリ１は突起１２を介して半径方向において予負荷リング２６に支持され、ピストンロッド２０が取り外された場合に、予負荷リング２６寄りの掻取りアッセンブリ１が半径方向で掻取りブッシュ２２内に落ちることは防がれる。

ピストンロッド２０における油膜２４は、掻取りブッシュ２２の入口に配置されている掻取りアッセンブリ１により掻き取られる。掻取りアッセンブリ１とピストンロッド２０との間にそれでも漏れ出る、引込み作用によりもはや引き込まれない油は、後続の掻取りアッセンブリ１によって掻き取られる。２つの掻取りアッセンブリ１の間に集まる油を排出するために、一方の掻取りアッセンブリ１のカバーリング３の背面側の端面には１つ（又は周面にわたって分配されている複数）の半径方向の切欠き３１が設けられている（図６から明らかである）。半径方向の切欠き３１を通じて油は掻取りブッシュ２２内に到達する。掻取りブッシュ２２から油は排出開口２５を通じて運び出される。

掻取りアッセンブリ１の気密性に基づき掻取りアッセンブリ１を、ピストンロッド２０をシールするためにシール装置４０においてシールアッセンブリ４１として（公知のシールリングの代わりに又は、例えばセグメント化されたシールリングといった公知シールリングに対して付加的に、又は、例えば半径方向及び接線方向に切断されたリングから成るような公知のシールリングの組合せに対して付加的に）使用することもできる。図４に示されているように、チャンバディスク４８のチャンバ４４に配置されているシール装置４１において、カバーリング３の切欠き４に配置されているシールアッセンブリ４１の掻取りリング２は、常に高圧を備えたシールしたい側に向けられて配置されており、つまり、コンプレッサにおいては、例えばシリンダ室Ｚに向かって配置されている。このようなシール装置４０には予負荷部材４２が設けられていてもよい。予負荷部材４２はシールアッセンブリ４１をチャンバ４４の軸線方向の画成面４３に押圧する。予負荷部材４２は、本実施の形態では、半径方向外側の周面に傾斜面４６を夫々備えた２つの予負荷リング４５を有する。２つの予負荷リング４５は互いに向かい合った傾斜面４６で軸線方向に隣り合って配置されている。２つの傾斜面４６によりもたらされる周方向の溝には、環状ばね４７が配置されている。環状ばね４７は２つの予負荷リング４５を傾斜面４６に基づき押し広げるので、シールアッセンブリ４１を画成面４３に押し付ける。

また、図５に示すように、１つの掻取りアッセンブリ１と１つのシールアッセンブリ５１とを１つのチャンバ４４若しくは掻取りブッシュ２２において組み合わせることも可能であり、これによりシリンダ室Ｚ（高圧を備えた側）に向かってシールされ、またクランク室Ｋに向かっても掻取りアッセンブリが形成される。チャンバディスク４８のチャンバ４４には、上述のように、クランク室寄りの側に、油によって湿らされているピストンロッド２０から油を除去する掻取りアッセンブリ１が配置されている。チャンバ４４のシリンダ側の端部Ｚには、シールアッセンブリ５１として使用される本発明に係る掻取りアッセンブリ１が設けられている。掻取りアッセンブリ１とシールアッセンブリ５１との間にはまた、上述のように予負荷部材４２が設けられている。予負荷部材４２はシールアッセンブリ５１と掻取りアッセンブリ１とを軸線方向に押し広げ、かつ、チャンバ４４の軸線方向の画成面４３に押し付ける。本実施の形態において、カバーリング３に進入面９が設けられており、掻取りリング２に引込み面８が設けられている。掻取りリング２はシール作用を形成するために高圧を備えたスペース、本実施の形態ではシリンダ室Ｚ寄りに配置されている。掻取りリング２とカバーリング３との間の接触面１１は、掻取り面１０に対する垂線に対して傾けられていて、カバーリング３は半径方向において形状接続式に掻取りリング２に保持され、これにより、吸込みストローク中の引込み面８における油の引込みに基づく、ピストンロッド２０からの掻取りリング２の持上り運動を一緒に行う。本実施の形態におけるシールアッセンブリ５１は、高圧を備えた側に対するシール作用と同時に、反対側への掻取り作用を実現する。また当然に、複数のシールアッセンブリ５１又は複数の掻取りアッセンブリ１は軸線方向に相並んで設けられていてもよい。この場合、掻取りリング２の端面側に、隣り合うシールアッセンブリ５１の突起１２と共に半径方向のロックを形成するために軸線方向の切欠きが設けられていてよい。これにより突起１２は切欠きに軸線方向において係合する。また、シールアッセンブリ５１は図４に示すアッセンブリにおいて、シールアッセンブリ４１の換わりに使用することもできる。

また、掻取りアッセンブリ１はシール部材として、オーストリアサーチレポート９／２００９号に記載されているようなピストンコンプレッサの、往復運動するピストンロッドをシールするためのシールアッセンブリにおいて使用することもできる。このようなシールアッセンブリにおいて、掻取りアッセンブリ１の掻取りリング２はシール媒体を備えたスペース（高圧を備えた側）寄りに配置されていることがある。

掻取りアッセンブリ１は切断されたリングとの関係においてのみ記載されているが、このような掻取りアッセンブリ１は切断されていないリングによって構成されていてもよい。

１ 掻取りアッセンブリ、 ２ 掻取りリング、 ３ カバーリング、 ４，５ 切欠き、 ６，７ 周面、部分面、 ８ 引込み面、 ９ 進入面、 １０ 掻取り面、 １１ 接触面、 １２ 突起、 １３ 突出部、 １５，１６ 間隙、 ２０ ピストンロッド、 ２１ コンプレッサケーシング、 ２２ 掻取りブッシュ、 ２３ 周方向のばね、 ２４ 油膜、 ２５ 排出開口、 ２６ 予負荷リング、 ２７ ばね、 ２８ 画成面、 ２９ 端面、 ３０ 画成面、 ３１ 切欠き、 ３２ 予負荷部材、 ３３ 切欠き、 ３４ 突出部、 ４０ シール装置、 ４１ シールアッセンブリ、 ４２ 予負荷部材、 ４３ 画成面、 ４４ チャンバ、 ４５ 予負荷リング、 ４６ 傾斜面、 ４７ 環状ばね、 ４８ チャンバディスク、 ５１ シールアッセンブリ、 ６０ 突出部、 Ｋ クランク室、 Ｚ シリンダ室

Claims (14)

1. 周方向に分割された掻取りリング（２）と、周方向に分割されたＬ字形のカバーリング（３）とを備えた掻取りアッセンブリであって、カバーリング（３）及び掻取りリング（２）の分割個所（１６，１５）が周方向において互いにずらされて配置されており、掻取りリング（２）は軸線方向でも半径方向でもＬ字形のカバーリング（３）の切欠き（４）において接触するように配置されている掻取りアッセンブリにおいて、
   掻取りリング（２）及びカバーリング（３）の半径方向内側の周面（６，７）は、共通の半径方向内側の掻取り面（１０）を形成し、掻取りリング（２）とカバーリング（３）との間における軸線方向の接触面（１１）が、掻取り面（１０）に対する垂線に対して傾けられていて、掻取りリング（２）は半径方向で切欠き（４）において形状接続式に保持されているか、又はカバーリング（３）は半径方向で掻取りリング（２）において形状接続式に保持されていることを特徴とする、掻取りアッセンブリ。
2. 掻取りリング（２）に進入面（９）が設けられており、該進入面（９）は掻取り面（１０）に接続しており、かつ、該掻取り面（１０）に対して所定の角度（β）において、有利には４０〜９０°、好ましくは５０〜８０°において半径方向外側に傾けられていることを特徴とする、請求項１記載の掻取りアッセンブリ。
3. カバーリング（３）に引込み面（８）が設けられており、該引込み面（８）は掻取り面（１０）に接続しており、かつ、該掻取り面（１０）に対して所定の角度（α）だけ、有利には２〜１５°だけ半径方向外側に傾けられていることを特徴とする、請求項１又は２記載の掻取りアッセンブリ。
4. カバーリング（３）に軸線方向に突出している突起（１２）が設けられており、掻取りリング（２）に、進入面（９）に接続している軸線方向の突出部（１３）が設けられており、該軸線方向の突出部（１３）の内径が突起（１２）の外径よりも大きいことを特徴とする、請求項２又は３記載の掻取りアッセンブリ。
5. カバーリング（３）に進入面（９）が設けられており、該進入面（９）は掻取り面（１０）に接続しており、かつ、該掻取り面（１０）に対して所定の角度（β）において、有利には４０〜９０°、好ましくは５０〜８０°において半径方向外側に傾けられていることを特徴とする、請求項１記載の掻取りアッセンブリ。
6. 掻取りリング（２）に引込み面（８）が設けられており、該引込み面（８）は掻取り面（１０）に接続しており、かつ、該掻取り面（１０）に対して所定の角度（α）だけ、有利には２〜１５°だけ半径方向外側に傾けられていることを特徴とする、請求項１又は５記載の掻取りアッセンブリ。
7. カバーリング（３）に軸線方向に突出している突起（１２）が設けられており、掻取りリング（２）の端面側に軸線方向の切欠きが設けられており、突起（１２）は複数の前記掻取りアッセンブリが軸線方向に互いに隣接している場合に前記切欠きに係合することを特徴とする、請求項５又は６記載の掻取りアッセンブリ。
8. 突起（１２）は軸線方向の突出部（６０）に配置されていることを特徴とする、請求項４又は７記載の掻取りアッセンブリ。
9. コンプレッサにおいて、往復運動するピストンロッド（２０）と、コンプレッサケーシング（２１）の一部分における掻取りブッシュ（２２）とを備えており、該掻取りブッシュ（２２）内に請求項１から８までのいずれか一項記載の掻取りアッセンブリ（１）が配置されていることを特徴とする、コンプレッサ。
10. 掻取りアッセンブリ（１）の掻取りリング（２）は掻取り作用を発揮するために、ピストンロッド（２０）の油で湿らされている側に向けられて配置されていることを特徴とする、請求項９記載のコンプレッサ。
11. 掻取りアッセンブリ（１）はシールアッセンブリ（４１，５１）として使用され、該シールアッセンブリ（４１，５１）の掻取りリング（２）はシール作用を発揮するために、高圧を備えた側に向けられて配置されていることを特徴とする、請求項９記載のコンプレッサ。
12. 掻取りブッシュ（２２）内に、軸線方向において互いに隣接している複数の掻取りアッセンブリ（１）若しくは複数のシールアッセンブリ（４１，５１）が配置されていることを特徴とする、請求項９から１１までのいずれか一項記載のコンプレッサ。
13. 掻取りブッシュ（２２）内に予負荷部材（３２，４２）が配置されており、該予負荷部材（３２，４２）は掻取りアッセンブリ（１）若しくはシールアッセンブリ（４１，５１）を掻取りブッシュ（２２）の軸線方向の画成面（２３，４３）に軸線方向で押圧していることを特徴とする、請求項９から１２までのいずれか一項記載のコンプレッサ。
14. １つのチャンバ（４４）に１つの掻取りアッセンブリ（１）と１つのシールアッセンブリ（５１）とが配置されており、軸線方向で掻取りアッセンブリ（１）とシールアッセンブリ（５１）との間に、掻取りアッセンブリ（１）とシールアッセンブリ（５１）とをチャンバ（４４）の軸線方向の画成面（４３）に押圧している１つの予負荷部材（４２）が配置されていることを特徴とする、請求項１０から１２までのいずれか一項記載のコンプレッサ。

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