Kolben mit Kolbenring an Flüssigkeitsdruck-Maschinen. Es sind Olschabringe für Kolben be kannt, die im Oberteil (das heisst hochdruck- seitig) scharf gegen den Zylinder zurück gesetzt sind, so dass zwischen ihrem Ober teil und der Zylinderfläche ein Raum frei bleibt. Bei solchen Ringen sind zwecks Er zielung genügender Schabwirkung (das heisst genügender Pressung nach aussen) die Spannungen oberhalb und unterhalb des Ringes ausgeglichen mit Hilfe von Längs schlitzen, welche hinter dem Ring durch in der Kolbenwandung verlaufen.
Im Gegensatz zum vorstehenden soll die Erfindung lediglich Kolben mit Druckab- dichtungsringen betreffen, bei denen der Druck unterhalb (das heisst auf der einen Seite) des Ringes dank der abdichtenden Wirkung des Ringes geringer ist als der Druck oberhalb (das heisst auf der andern Seite) des Ringes.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kolben mit Kolbenring an Flüs- sigkeits-Druckmaschinen. Der Kolbenring ist von ungefähr L-förmigem Querschnitt, dessen einer Schenkel sich dem Kolben ent lang erstreckt, während der zweite (in der Fig. waagrechte) Schenkel in eine Umfangs rinne des Kolbens greift und längs seines äussern Umfanges axial ein Stück weit so ausgeschnitten ist, dass in Verbindung mit der Zylinderwand eine Aussparung j vor liegt,
welche sich gegen den Flüssigkeits- druckraum (das heisst den Raum mit dem grösseren Drucke) hin öffnet. Diese Ausspa rung ist von solcher Tiefe, dass der darin ent wickelte, radial einwärts gerichtete Druck gleich oder grösser ist als der innerhalb der Rinne e in der Richtung auswärts auf den Ring wirkende Druck. Der achsparallele Schenkel des L-förmigen Querschnittes ist so gebaut, dass sein äusserer Umfang die Lager fläche zwischen Ring und Zylinderwandung bildet.
Der arwähnte achsparallele Schenkel des Ringquerschnittes muss, als Folge obiger Be dingung, so gewählt sein, dass die Tiefe der genannten Aussparung gleich oder grösser ist als die axiale Tiefe des innern Umfanges des Ringes innerhalb der Rinne. Die innere Wand des Schenkels bildet auf der Nieder druckseite in Verbindung mit der Kolben wandung eine zweite Aussparung, und zwar so, dass unter dem Einfluss des Druckes auf der Niederdruckseite eine Auswärtsdruck komponente auf den Ring ausgeübt wird.
Der genannte achsparallele Schenkel kann so bemessen werden, dass zwischen Ring und Wandung eine angemessene Lager fläche vorhanden ist und dass der innerhalb der zweiterwähnten Aussparung (auf der Niederdruckseite) entwickelte und auswärts wirkende Druck von solcher Grösse ist; dass ein gewünschter resultierender Auswärts druck auf den Ring entsteht, der in Verbin dung mit dem statischen Drucke (das heisst mit der mechanischen Vorspannung) des Ringes genügt, eine wirksame Abdichtung zu sichern.
Der innerhalb der erstgenannten Ausspa rung auf den Ring einwärts wirkende Druck, der innerhalb der zweiten Aussparung aus wärtswirkende Druck und die Tiefe der Lagerfläche lassen sich in ihrer Beziehung zueinander durch Versuch bestimmen, um bei geringster Abnutzung punkto Dichtung eine Höchstwirkung zu erzielen.
Die Zeichnung veranschaulicht ein Aus führungsbeispiel des Erfindungsgegenstan des, hier mit senkrechter Zylinderachse.
Fig. 1 ist eine Darstellung eines Kolben ringes gewöhnlicher Ausbildung; Fig. 2 ist eine Darstellung eines gemäss der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Kolbenringes.
Wie zunächst aus Fig. 1 ersichtlich, be zeichnet<I>a</I> den Kolben,<I>b</I> den Kolbenring, c die Zylinderwand und d die untere Sitz fläche,des Ringes in der Nut e des genann ten Kolbens. Angenommen, der grösste Druck werde oberhalb des Kolbenringes b vom Raum f her ausgeübt und sei an einem Über gang auf die untere Seite dieses Kolbenrin ges verhindert durch die abdichtende Wir kung dieses auf der untern Sitzfläche d ruhenden Kolbenringes, so ist dank des Spiels des Kolbenringes b in der Nut e dem Druckmedium ein Durchgang vom Raume <I>f</I> über den Ring weg zum Raume<I>t</I> hinter diesem gegeben.
Der im Raume 7 hinter dem Ring b herrschende Druck muss also sehr an nähernd gleich sein dem im Raume f wirk samen Drucke. Daraus ergibt sich grosser Lagerdruck und starke Abnützung des Kol benringes und der Zylinderwandung c in folge dieses Mediumdruckes.
Wie nun aus der Fig. 2 ersichtlich, be sitzt der neue Kolbenring b im wesentlichen L-förmigen Querschnitt mit einem Aus schnitt h an seiner untern Fläche bezw. in seiner innern Umfangswandung, während an der äussern Umfangswandung des Kolben ringes<I>b</I> ein von der obern Seite k (der Druckseite) des Ringes b nach abwärts reichender ringförmiger Ausschnitt j vorge sehen ist.
Der Kolbenring b ruht auf der untern Sitzfläche d der Nut e, und auf die innere Umfangswandung m des genannten Ringes b, die hier, zum Teil infolge der Ausneh- mung h, kleiner ist als .die äussere Fläche o, wirkt die im Raume f herrschende Span nung. Die auf den untern Teil n des Kolben ringes b, das heisst im Raume y wirkende Spannung ist, wie angenommen wurde, klei ner als die vom Raume f herrührende. Auf die Fläche o .des Anschnittes j am äussern. Umfange des Ringes wirkt die vom genann ten Raum f herrührende, grössere Spannung.
Es ist demnach ersichtlich, dass dem am äussern Umfang des Ringes vorhandenen Ausschnitt j eine solche Tiefe gegeben wer den kann, .dass die auf die Fläche o des ge nannten Ausschnittes j einwirkende Span nung den nach auswärts gerichteten, durch die von .den über und unter dem Kolbenring b befindlichen Räumen her auf die rückwär tigen Flächen m bezw. n des genannten Rin ges einwirkenden Spannungen entstehenden, auf den Ring ausgeübten Druck, ganz oder teilweise, wie .erforderlich, ausgleichen kann,
selbst wenn der hinter dem obern Teil m ausgeübte Druck den Wert des im Raume f wirkenden Druck erreicht. In dieser Weise kann abgesehen von der mechanischen Vorspannung jede gewünschte Kleinheit des Betriebsdruckes zwischen dem Kolbenring b und der Wandung c des Zy linders an der .Stelle p erreicht und demzu folge die Abnutzung dieser Teile auf ein Mindestmass reduziert werden.
Piston with piston ring on liquid pressure machines. Olschabringe rings for pistons are known which are set back sharply against the cylinder in the upper part (that is, on the high-pressure side) so that a space remains free between their upper part and the cylinder surface. With such rings, the tensions above and below the ring are balanced with the help of longitudinal slots, which run behind the ring through in the piston wall, in order to achieve sufficient scraping action (that is, sufficient pressure to the outside).
In contrast to the above, the invention is only intended to relate to pistons with pressure sealing rings, in which the pressure below (i.e. on one side) the ring is lower than the pressure above (i.e. on the other side) thanks to the sealing effect of the ring. of the ring.
The present invention relates to a piston with a piston ring on liquid printing machines. The piston ring is approximately L-shaped in cross-section, one leg of which extends long to the piston, while the second (horizontal in the figure) leg engages in a circumferential groove of the piston and is axially cut out a little along its outer circumference that there is a recess j in connection with the cylinder wall,
which opens towards the fluid pressure space (that is, the space with the greater pressure). This recess is of such depth that the radially inward pressure developed therein is equal to or greater than the pressure acting on the ring in the outward direction within the groove e. The axially parallel leg of the L-shaped cross-section is built so that its outer circumference forms the bearing surface between the ring and the cylinder wall.
As a consequence of the above condition, the axially parallel leg of the ring cross-section must be selected so that the depth of the recess mentioned is equal to or greater than the axial depth of the inner circumference of the ring within the channel. The inner wall of the leg forms a second recess on the low pressure side in connection with the piston wall, in such a way that an outward pressure component is exerted on the ring under the influence of the pressure on the low pressure side.
Said axially parallel leg can be dimensioned in such a way that there is an appropriate bearing surface between the ring and the wall and that the pressure developed and acting outwards within the second-mentioned recess (on the low-pressure side) is of such magnitude; that a desired resulting outward pressure is created on the ring, which in conjunction with the static pressure (that is, with the mechanical prestress) of the ring is sufficient to ensure an effective seal.
The inward pressure acting on the ring within the first recess, the pressure acting inward within the second recess and the depth of the bearing surface can be determined in their relationship to one another by experiment in order to achieve maximum sealing effectiveness with minimal wear.
The drawing illustrates an exemplary embodiment from the subject of the invention, here with a vertical cylinder axis.
Fig. 1 is an illustration of a piston ring of conventional design; Figure 2 is an illustration of a piston ring constructed in accordance with the present invention.
As can be seen first from Fig. 1, <I> a </I> denotes the piston, <I> b </I> the piston ring, c the cylinder wall and d the lower seat surface of the ring in the groove e of the called th piston. Assuming that the greatest pressure is exerted above the piston ring b from space f and is prevented at a transition to the lower side of this piston ring by the sealing effect of this piston ring resting on the lower seat surface d, it is thanks to the clearance of the piston ring b in the groove e the print medium is given a passage from the space <I> f </I> over the ring to the space <I> t </I> behind it.
The pressure prevailing in space 7 behind ring b must therefore be very approximately equal to the pressure effective in space f. This results in high bearing pressure and heavy wear on the piston ring and the cylinder wall c as a result of this medium pressure.
As can now be seen from Fig. 2, be seated the new piston ring b is substantially L-shaped cross-section with an off cut h on its lower surface and. in its inner circumferential wall, while on the outer circumferential wall of the piston ring <I> b </I> an annular cutout j extending downward from the upper side k (the pressure side) of the ring b is provided.
The piston ring b rests on the lower seat surface d of the groove e, and on the inner circumferential wall m of said ring b, which here, partly due to the recess h, is smaller than the outer surface o, which acts in space f prevailing tension. The tension acting on the lower part n of the piston ring b, that is to say in the space y, is, as was assumed, smaller than that resulting from the space f. On the surface o. Of the gate j on the outside. The greater tension from the space f acts around the circumference of the ring.
It can therefore be seen that the section j present on the outer circumference of the ring can be given such a depth that the stress acting on the surface o of the mentioned section j is directed outwards, through that from .den over and spaces located under the piston ring b on the Rückwär term surfaces m respectively. n of the named ring can compensate for any stresses acting on the ring, in whole or in part, as required,
even if the pressure exerted behind the upper part m reaches the value of the pressure acting in space f. In this way, apart from the mechanical bias, any desired smallness of the operating pressure between the piston ring b and the wall c of the cylinder at the .Stelle p is achieved and consequently the wear of these parts can be reduced to a minimum.