NL7903277A - Gasdichte zuigerafdichtring. - Google Patents

Description

* φ *

Aanvrager: Bernard Joscnim Joseph Rottink te Belden.

Korte aanduiding: Gasdichte zuigerafdichtring,

De uitvinding heeft betrekking op een naar binnen spannende afdichtring voor een zuigerveerstelsel.

ken dergelijke afdichtring voor een zuigerveerstelsel is bekend uit het duitse Gebrauchsmusterschrift 77 25 199.

5 Het hierin beschreven zuigerveerstelsel omvat behalve genoemde afdichtring tevens een naar buiten spannende zuigerveer, welke voor de afdichtring van de ruimte tussen de langs elkaar glijdende vlakken van zuiger en cylinder is bestemd; de naar binnen spannende afdichtring is dear'll entegen voor de afsluiting van de aan de binnenzijde van de zuigerveer gelegen ruimte bestemd.

Ben zuiger met een groef, waarin slechts één enkele vlakke, naar buiten spannende zuigerveer is opgenomen, heeft het nadeel, dat een gasdruk gelijk aan die van de verbrandingskamer in de zuigermschine, ook in de achter de zuigerveer gelegen ruimte heerst; de druk achter de zuigerveer drukt de zuigerveer uitzonderlijk hard tegen de cylinderwand, waardoor de oliesmeerfilm op de cylinderwand volledig wordt weggedrukt. Hierdoor treedt enerzijds een 20 verhoogde wrijving bp tussen de zuigerveer en cylinder als gevolg waarvan er een verlies aan arbeidsvermogen (ca 50$) ontstaat, terwijl anderzijds een slijpende werking tussen de zuigerveer en cylinder ontstaat met het gevolg, dat de zuigerveer in korte tijd vernield raakt, en er een sterke 2 ς J slijtage aan de cylinderwand optreedt. Hierdoor wordt een vluchtweg verkregen voor het in de verbrandingskamer aanwezige gasvormige materie, hetgeen tot drukverlies in de zuigermachine leidt, en daardoor een extra verlies aan arbeidsvermogen van de zuigermachine optreedt. Genoemd ^ probleem met betrekking tot de slijtage is niet zozeer het 7903277 4 * 2.

gevolg van de voortdurende op- en neergaande schuifbe— weging van de zuigerveer over het cylindervlak alswel van het wegdrukken van de oliesmeerfilm vanwege de hoge druk achter de zuigerveer.

5 Ken volgend nadeel van een zuiger met een zuigerveer- groef, waarin slechts één enkele, naar buiten spannende vlakke zuigerveer is opgenomen, is de grote breukkans van de zuigerveer; zodra de zuigerveer zover is rondgedraaid, dat één van beide uiteinden van de zuigerveer 10 zich voor de uitlaatpoort bevindt, zal dit uiteinde door de, achter de zuigerveer werkende gasdruk in de uitlaatpoort worden gedrukt, en zal dit uiteinde bij de voortgaande zuigerbeweging .kunnen afbreken.

Om bovengenoemde redenen is het bij een zuiger met 15 zuigerveergroef, waarin één enkele naar buiten spannende zuigerveer is opgenomen, in verband met de volledige gasdruk achter de zuigerveer, dan ook niet mogelijk een duurzame afdichting tussen de zuiger en cylinder te verwezenlijken voor hogere gasdrukken.

20 De uitvinding stelt zich ten doel genoemd probleem bij een zuigerveerstelsel in een zuigermachine tot een oplossing te brengen, zodat de slijtage aan de binnenman-tel van de cylinder in belangrijke mate wordt gereduceerd, de breukkans van de zuigerveer aanzienlijk wordt 25 verkleind en het probleem betreffende de duurzame af dichting tussen zuiger en cylinder tot een oplossing wordt gebracht.

Overeenkomstig de uitvinding is een afdichtring van het in de aanhef omschreven soort voorzien van elkaar 30 overlappende nauwsluitende uiteinden met, van de ene vlakke zijkant afgerichte en schuin naar buiten toe verlopende kontaktvlakken, waarbij de beide uiteinden zich zowel over de binnenwand alswel over de andere vlakke zijkant uitstrekken.

35 Het verdient aanbeveling de naar binnen spannende 790 32 77 * 4 3.

φ € afdichtring overeenkomstig de uitvinding te combineren met een naar buiten spannende zuigerveer van een zodanig type, dat ook via de zuigerveer geen gastoevoer van de arbeidskamer naar de ruimte achter de zuigerveer plaats 5 vindt, ken daartoe geschikte zuigerveer is voorzien van twee elkaar overlappende, tegen elkaar aansluitende uiteinden, welke uiteinden van de drukzijde afgerichte en naar buiten schuin weglopende kontaktvlakken bezitten, en zich zowel over de buitenzijde alswel over de nabij de afdicht-10 ring gelegen vlakke kant uitstrekken; daarbij is de naar binnen spannende afdichtring zodanig gemonteerd, dat deze middels genoemde andere vlakke zijkant, waarover de beide uiteinden zich uitstrekken, met de naar buiten spannende zuigerveer samenwerkt.

15 De uitvinding zal nu nader aan de hand van bijgaande figuren worden uiteengezet, waarvan

Pig. 1 een dwarsdoorsnede toont van een zuiger met zuiger-veerstelsel; en

Pig. 2 een uitvoeringsvorm van een zuigerveerstelsel weer-20 geeft.

Fig. 1 heeft betrekking op een zuigermachine, welke slechts ten dele is weergegeven, en welke tenminste is voorzien van een cylinder 1, binnen welke een zuiger 2 is opgenomen. Ter verkrijging van een goede afdichting tussen 25 de zuiger 2 en de cylinder 1 is de zuiger 2 voorzien van een zuigerveerstelsel 3, netwelke in een, in het loopvlak rondom de zuiger 2 aangebracht groef 4- is opgenomen.

Ben zuiger, waarbij een groef slechts één enkele naar buiten spannende zuigerveer 5 bevat, bezit het nadeel 30 dat bij voortdurende be.veging van de zuiger 2 de binnen-mantel van de cylinder 1 aan sterke slijtage onderhevig is; hierdoor treedt drukverlies in de arbeidskamer en dientengevolge verlies aan arbeidsvermogen (ca 5$) bij de zuigermachine op. G-enoemde slijtage is niet zozeer het 35 gevolg van de naar buiten spannende kracht van de toege- 7903277 4. * paste zuigerveer 5, maar veeleer het gevolg van de druk van het fluïdum, hetwelke toegang heeft tot de ruimte achter de zuigerveer 5 en dan tegen de binnenzijde van de zuigerveer 5 werkzaam is. Daardoor wordt de zuigerveer 5 5 in versterkte mate tegen de cylindermantel 1 aangedrukt, hetgeen een verhoogde slijtage oplevert, en een duurzame afdichting tussen de cylinder 1 en zuiger 2 bij een druk

Q

van meer dan 2000 atmosfeer (i»2.10 Pa) niet mogelijk is. Voorts doet zich bij een zuiger 2 met één enkele 10 zuigerveer 5 in de groef 4 de situatie voor, dat tijdens het zich verschuiven van de zuigerveer 5 gedurende de heen-en weergaande beweging van de zuiger 2, één der uiteinden van de zuigerveer 5 voor de uitlaatpoort kan geraken. Juist bij gróte types zuigermachmes met grote uitlaatpoort wordt 15 de zuigerveer 5 nabij genoemde uiteinde door de achter de zuigerveer 5 werkende druk van het fluidum aanmerkelijk naar buiten en derhalve de uitlaatpoort in gedrukt, waardoor dit uiteinde bij herhaaldelijk op en neer bewegen van de zuiger 2 zal afbreken.

20 Een oplossing voor dit probleem wordt verkregen door het zuigerveerstelsel 3 van de in Fig. 1 weergegeven zuiger 2 uit te voeren als een combinatie van een naar buiten spannende zuigerveer 5 alsmede van een naar binnen spannende afdichtring 8, mut gasdicht slot, welke afdich-t-25 ring als gevolg van de druk van het fluidum op de vlakke zijde van deze ring 8 op de zuigerveer 5 wordt gedrukt.

De naar binnen spannende afdichtring 8 klemt zich dan Vkst om de bodem of binnenwand 9 van groef 4 en sluit dan de aan de binnenzijde van de zuigerveer gelegen ruimte 30 af, waardoor tijdens de werking van de zuigermachine de gasdruk zich niet meer kan voortplanten naar de aan de binnenzijde van de zuigerveer 5 gelegen ruimte. Dit leidt tot een vermindering van de buitenwaarts gerichte druk van de zuigerveer 5 op de cylinder 1, als gevolg waarvan 35 de slijtage aan de binnenmantel van de cylinder 1 sterk 7903277 5.

* wordt gereduceerd en een duurzame afdichting tussen de zuiger 2 en cylinder 1 voor een druk boven de 2000 atmos-8 feer (Λ;2.10 Pa) wordt bereikt.

Toepassing van de zuiger 2 met een zuigerveerstelsel 5 bij zuigermachines van het verbrandingstype heeft evenveel het nadeel, dat de ruimte van de zuigerveergroef 4 boven de afdichtring 8 vol raakt met koolaanslag, waardoor gasdruk de afdichtring 8 niet meer voldoende tegen de zuigerveer 5 kan aandrukken. Dit heeft tot gevolg, dat het gas zich toch weer gemakkelijk een weg kan banen achter de zuigerveer 5, waardoor de slijtage aan de binnenmantel 1 toeneemt, de breukkans van de zuigerveer 5 aanzienlijk groter,wordt en dus het probleem betreffende de duurzame afdichting tussen de cylinder 1 en zuiger 2 niet nader 15 tot een oplossing wordt gebracht. Het is derhalve raadzaam de afdichtring 8 aan de drukzijde te voorzien van een versprongen vlakkenpaar 10, 11. Ook bij koolafzetting in de ruimte van de zuigerveergroef 4· boven de afdichtring 8 zal de gasdruk op het lager gelegen vlak 11 in staat zijn de 20 afdichtring snel en effectief tegen de zuigerveer aan te drukken, indien deze onverhoopt aan het eind van een opwaartse slag van de zuigerveer los mocht komen, en tegen de bovenzijde van de zuigergroef zal gaan aanliggen.

In Fig. 2 is een zuigerveerstelsel voor een zuiger-25 machine weergegeven; dit zuigerveerstelsel omvat een naar binner» spannende afdichtring.8 en een naar buiten spannende zuigerveer 5. De afdichtring is van het gespleten type met uiteinden 12 en 13, welke elkaar voor een belangrijk deel overlappen; deze uiteinden 12 en 13 werken samen middels 30 kon.taktvlakken 14 en 15, welke nauwsluitend langs elkaar kunnen glijden en welke - van de drukzijde af gezien - naar buiten toe schuin weglopen. In doorsnede gezien verlopen de kontaktvlakken 14 en 15 niet diagonaalsgewijs; evenals te zien is in Fig. 1 beginnen zij vanaf de binnenzijde 17 35 en eindigen zij in een met de zuigerveer 5 samenwerkend 7903277 6.

0 kontaktvlak 18. Aldus omvat het uiteinde 12 zowel een aan de binnenzijde van de afdichtring 8 gelegen gedeelte, te weten het schoudervlak 19, alswel een tot het kontaktvlak 18 behorend gedeelte, te weten het draagvlak 20 (voor een 5 gasdichte afsluiting tot de ruimte achter de zuigerveer 5).

In gemonteerde toestand van afdichtring 8, staan de uiteinden 12 en 13 enigszins uit elkaar (om uitzetting t.g.v. temperatuurverhoging op te vangen), zodat aansluitend op 10 deze uiteinden een tweetal kamers 21 respectievelijk 22 worden verkregen, hr zal evenwel geen transport van fluïdum van de aan de drukzijde (zie pijl) gelegen kamer 21 naar kamer 22 als gevolg van het nauwsluitend kontakt der samenwèrkende vlakken 14 en 15 plaats vinden.

15 Voorts is de afdichtring 8 om reeds genoemde reden aan de drukzijde 16 voorzien van een versprongen vlakken- . . paar -10, -11-·*— ------------------------------- .

Het fluidum, dat zich in kamer 21 bevindt, zal de ruimte achter de zuigerveer 5 ook niet via de binnenzijde van uit-20 einde 13 kunnen binnendringen aangezien de afdichtring 8 de bodem van de zuigergroef 4 afdicht. Fluïdum, dat zich aan de drukzijde 16 van de afdichtring bevindt, zal eveneens niet de ruimte achter de zuigerveer 5 via kamer 22 binnendringen vanwege de afdichtende werking van het schou-25 dervlak 19. ken dergelijke naar binnen spannende afdichtring 8, welke geen fluidum-transport van enige betekenis naar de ruimte achter de zuigerveer toestaat, kan terecht als een afdichtring met gasdicht slot worden aangemerkt; alle andere types naar binnen spannende afdichtringen 6 laten wel 30 een belangrijke hoeveelheid fluidum in de ruimte achter de zuigerveer 5 door, zodat dergelijke ringen niet als gasdichte afdichtringen mogen worden aangemerkt.

Mocht evenwel fluidum ondanks genoemde gasdichte afsluiting toch nog achter de naar buiten spannende zuiger-35 veer 5 komen, dan kan dit door de speciaal geconstrueerde 7903277 9 s 7.

en nader te beschrijven zuigerveer 5 toch worden afgevoerd. Hiertoe is deze zuigerveer 5 voorzien van twee uiteinden 23 en 24 alsmede van twee daarop aansluitende kamers 25 resp. 26. De uiteinden 23 en 24 bezitten samenwerkende 5 kontaktvlakken 27 en 28, welke nauwsluitend over elkaar heenglijden en welke - van de drukzijde af gezien - naar buiten toe schuin weglopen. In doorsnede gezien verlopen deze kontaktvlakken 27 en 28 niet diagonaalsgewijs; evenals te zien is in Fig. 1 beginnen zij vanaf, de topzijde 29 van 10 de zuigerveer 5 en eindigen zij in de binnenwand 30 van de zuigerveer 5. Aldus omvat het uiteinde 23 van de veerring 5 ook nog een aan de binnenzijde nabij de topzijde van de zuigerveer 5 gelegen gedeelte alsmede een aan de buitenzijde van de zuigerveer 5 gelegen gedeelte; het aan da binnen-15 wand gelegen gedeelte, te weten het sehoudervlak van uiteinde 23 is aangeduid met 31.

Fluidum dat zich evenwel in de ruimte achter de zuigerveer 5 bevindt, zal via kamer 25 worden afgevoerd naar bijvoorbeeld de carterruimte. Fluidum in kamer 26 kan de ruim-20 te achter de zuigerveer 5 niet bereiken, noch via de kontaktvlakken der beide uiteinden 23 èn 24 noch via de binnenzijde van uiteinde 23 vanwege het sehoudervlak 31 ·η het Verdere bovenvlak van zuigerveer 5, waarop de afdiehtring als gevolg van zijn klemmende werking de toegang tot de 25 ruimte achter de zuigerveer 5 gesloten houdt.

ben combinatie van een zuigerveer en een afdiehtring van het aldus omschreven type verhindert een fluidumlekkage naar de ruimte achter de zuigerveer, en zorgt ervoor dat eventueel binnengedrongen fluidum gemakkelijk wordt wegge-30 voerd. Aldus wordt de fluidum-druk in de ruimte achter de zuigerveer laag gehouden in vergelijking met de fluidum-druk boven de zuiger.

In plaats van kontaktvlakken 14 en 15 van de naar binnen spannende gasdichte afdichting 8 en de kontaktvlak-35 ken 2'i en 28 van de naar buiten spannende gasdichte zuiger- 7903277 a 8.

veer 5 vlak uit te voeren, 'kunnen deze vlakken ook een gekromd profiel hebben, ( zqslIs een hol en een bol vlak).

De naar buiten spannende gasdichte zuigerveer 5 welke op zich bekend is, heeft kontaktvlakken 27 en 28, welke 5 van de vlakke bovenzijde schuin omlaag naar de buitenzijde verlopen. Dit is niet het geval met de kontaktvlakken 14 en 15 van de naar binnen spannende afdichtring 8, welke kontaktvlakken van de binnenwand schuin omlaag naar de onderzijde van de afdichtring verlopen.

10 Ter verkrijging van een efficiënte werkzame zuiger- veerstelsel mag de overeenkomstig de uitvinding vervaardigde, naar binnen spannende afdichtring 8 slechts in combinatie met de aldus omschreven zuigerveer 5 volgens de aangegeven wijze worden gemonteerd. Bij gebruikmaking 15 van een ander type zuigerveer 5 of van de boven omschre ven zuigerveer, maar dan gemonteerd in omgekeerde positie, levert niet het gewenste resultaa-t op, daar in het eerste geval de zuigerveer wel doorgang voor het fluïdum naar de achter de zuigerveer gelegen ruimte verleent, en in het 20 tweede geval kamer 25 in verbinding staat met de arbeidskamer, zodat daarmee fluidum van de arbeidskamer naar de ruimte achter de zuigerveer kan worden aangevoerd.

7903277

Claims (3)

1. Naar binnen spannende afdichtring voor een zuiger-veerstelsel gekenmerkt door elkaar overlappende, nauwsluitende uiteinden met, van de ene vlakke zijkant afgerichte en schuin naar buiten toe verlopende kontaktvlakken, waarbij de beide uiteinden zich zowel over de binnenwand alswel over de andere vlakke zijkant uitstrekken,

2. Zuiger met zuigerveerstelsel voorzien van een aan de drukzijde der zuiger gelegen naar binnen spannende afdicht-ring volgens conclusie 1 alsmede van een daarmee saraenwer— kende aan de krukaszijde gelegen naar buiten spannende zuigerveer met het kenmerk dat de zuigerveer voorzien is van elkaar overlappende, tegen elkaar aansluitende uiteinden, welke uiteinden van de drukzijde afgerichte en naar buiten schuin weglopende kontaktvlakken bezitten, en zich zowel over de buitenzijde alswel over de nabij de af- , dichting gelegen vlakke kant uitstrekken en dat de naar binnen spannende afdichtring zodanig is gepositioneerd, dat deze middels genoemde andere vlakke zijkant, waarover de beide uiteinden zich uitstrekken, met de naar buiten spannende zuigerveer samenwerkt,

3. Zuigerveer volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de afdichtring aan de drukzijde is voorzien van een versprongen vlakkenpaar, Bernard Joachim Joseph RO/ttink. / ί , / ' : / L \ > / /!/,.- ί L yj ! / '/ -c v 790 3 2 77 ·'/'/, ' ^ ^ ' l.u t ί