DE1072849B - Kolben bzw Schieber fur Kolbenmaschmen mit auf dem Kolben bzw Schiebermantel angeordneten Labyrinthen und Fuhrungsrmgen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Gegenstand der Erfindung ist ein Kolben bzw. Schieber mit auf dem Kolben- bzw. Schiebermantel angeordneten Labyrinthen und Führungsringen.

Es sind Kolben bekannt, die zuf Drosselung des Arbeitsmittels Labyrinthe tragen und gleichzeitig zur besseren Führung des Kolbens im Zylinder auch noch Führungsringe aufweisen. Die Ringe haben zum Teil auch noch Dichtungsaufgaben, wobei die Labyrinthe als Dampfdrossel vor den Ringen wirken, die der Druckseite abgewandt eingebaut werden. Diese Ringe sind normalerweise übliche Kolbenringe oder auch ungeteilte Ringe ohne Spannung. Damit eine bessere ölverteilung und ölhaltung erzielt wird, sind die Ringe auch mit Nuten oder Taschen versehen, die über den Ringumfang verteilt sind. Gleichzeitig ergeben sich durch die Nutung erhöhte Einlaufeigenschaften solcher Ringe. Bei einigen bekannten Ausführungen sind die Ringe auch selbstspannend ausgeführt.

Diese bekannten Bauformen haben besondere Nachteile, vor allem dann, wenn für ölfreien Betrieb des ao Kolbens mit Ringwerkstoffen aus selbstschmierendem Material gearbeitet werden soll. Solche Ringe haben gegenüber den üblichen Kolbenwerkstoffen extreme Ausdehnungskoeffizienten, und bedürfen deshalb besonderer Aufmerksamkeit. Vielfach sind diese Werkstoffe wenig elastisch und vertragen keine Biegebeanspruchung, so daß man diese Ringe nicht über den Kolben streifen kann, sondern den Kolben geteilt ausführt. Diese selbstschmierenden Eigenschaften sind andererseits sehr erwünscht, wenn die Vorteile mit tragbarem Aufwand erkauft werden können. Vielfach sind solche Ringwerkstoffe verhältnismäßig weich und verschleißen daher rascher als z. B. gußeiserne Ringe, sie sind zudem kerbempfindlich und schlagen sich in den Kolbennuten schneller aus.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der Mangel durch besondere Ausführung der Ringe in Verbindung mit dem Ringträger, also z. B. einem Steuerkolben, Kolbenschieber oder Arbeitskolben, der in bekannter Weise Labyrinthe trägt.

Die Vorteile des geringen Zylinder- und Kolbenringverschleißes bei berührungsfreier Dichtung lassen sich auf die Dauer nur durch eine sichere Kolbenführung erhalten. Diese ist abhängig von einer Erhaltung der Ringe, insbesondere dann, wenn diese den Kolben selbst führen sollen.

Erfindungsgemäß werden die Ringe daher einerseits zur Entlastung und gleichzeitig zur Führung mit konischen Taschen versehen, die am Ringumfang verteilt sind. Die Konusschräge verläuft von der Druckseite auslaufend nach der anderen Ringkante, ohne diese jedoch zu durchbrechen. Der Arbeitsdruck vor dem Kolben wirkt entlastend durch die neu geschaffene Angriffsfläche, und zwar jeweils so, wie es den Gas-

mit auf dem Kolben- bzw. Schiebermantel

angeordneten Labyrinthen

und Führungsringen

Anmelder:
Friedrich Hagans, Erfurt, Karthäuserstr. 33

Friedrich Hagans, Erfurt,
ist als Erfinder genannt worden

kräften entspricht, also über die Dauer des Betriebes äußerst schonend. Es tritt daher gleichzeitig noch eine weitere beabsichtigte Maßnahme ein. Die Aussparungen stellen eine Ringdüse dar, bei der der radiale Druckausgleich verhindert ist, weil zwischen den einzelnen Taschen Stege stehenbleiben. Wenn die Konusschräge etwa 8° aufweist, was arbeitstechnisch am Ring oder am Kolben selbst leicht erreicht werden kann, so tritt bei der stets vorhandenen Gasströmung am Ring vorbei eine Umsetzung von Geschwindigkeit in Druck ein. Da nun keine absolut zylindrische Führung solcher Kolben oder Schieber im betreffenden Zylinder möglich ist, verläuft der Druckgradient über den Kolben nicht geradlinig, sondern ist beim größten Kolbenspiel am geringsten und beim kleinsten Spiel am größten. Hierdurch entsteht nach der Kolbenmitte zu eine aerodynamisch erzielte Druckkomponente, die den Kolben zu zentrieren versucht, gleichzeitig bedeutet dies für die Ringe die bestmögliche Auflagebreite in der Ringnut. Die Ausbildung der Taschen erleichtert die Aufrechterhaltung des Ringgefälles, das ohne diese sich leicht rings um den Ring ausgleichen kann, wodurch die Wirkung sehr vermindert würde. Je feiner die Teilung ist, um so höher ist die Wirkung.

Außer dem Führungsring selbst kann der Kolben, sofern sich dieser gut bearbeiten läßt, mit dieser Anordnung versehen werden. Je nachdem, ob der Kolben einfach- oder doppeltwirkend ist, sind die Nuten ein- oder beidseitig am Kolben in einfacher oder mehrreihiger Ausführung angeordnet.

In den Abb. 1 bis 5 ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

In Abb. 1 ist 1 eine Kolben- oder Schieberstange mit einem Bund 2, gegen den durch die Mutter 8 mit der

909-708/162

Claims (1)

1. Sicherung und gleichzeitigen Abdeckscheibe 9 der Kolbenmantel 5 mit Labyrinthen über die beiden Böden 3 und 4 festgezogen wird. Der Kolbenmantel 5 wird mittels der Paßstücke 6 und 7 zwischen Bund 2 der Stange 1 und Mutter. 8 festgezogen. Der Mantel 5 hat _ah seinen Enden Führungsbunde 17, die auch gleich am Kolbenmantel 5 angebracht sein können.
   "^AÄ^sT>b. ä-zeigt eine andere Ausführungsform. Hier ist ein Führungsring, 17 zwischen Mantel 14 durch die beiden Scheiben 11 und 12 mittels der "Mutter 13 eingespannt. Der Mantel trägt Labyrinthrillen 15 oder 16. Das Paßstück 10 sichert die exakte Passung des Rinfes 17,,der durch die Mutter 13 festgelegt ist. Ring 17 esteW'aus selbstschmierendem Werkstoff.
   —Die weitere Ausbildung des Ringes zeigt -Abb/ 3. Hier trägt die Stange 18 den Schieberkörper 19, der gleichzeitig das Labyrinth 25 trägt. Die Teile 20 und 21 · entsprechen den Teilen 6 und 7 der Abb. 1. Die Mutter 22 spannt den Mantelkörper 19 durch Gewinde auf der Stange 18. Ring 24 ist durch die Mutter 23 gehalten und trägt zur aerodynamischen Zentrierung Nuten, die in Abb. 4 dargestellt sind. Diese zeigt eine Draufsieht auf die vorbeschriebehen Taschen 27, die konisch verlaufen und zwischen denen die Stege 26 stehengeblieben sind, in einer verhältnismäßig groben Teilung.

   Abb. 5 zeigt eine kleinere Teilung der gleichen Ausführungsform mit Taschen 29 und Stegen 28.
   5
   ·.. \. __;v. .'Patentanspruch:

   Kolben bzw. Schieber für Kolbenmaschinen mit auf dem Kolben- bzw. Schiebermantel angeordneten Labyrinthen und Führungsringen, die am ίο Umfang gleichmäßig verteilte Aussparungen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (27, 29) zwischen Stegen (26, 28) keilförmig axial auslaufen, um nach Art einer Düse mit etwa 8° Schräge den Gasdruck vor den Keilspalten minis-- destens teilweise in Richtwirkung auf den Kolben' umwandeln.

   In .Betracht gezogene Druckschriften:
   - "Deutsche. Patentschriften Nr. 360 652, 762 478;
   ao britische Patentschriften Nr. 489 469, 492 349;
   ;·' USA.-Patentschrift Nr. 2 226 921;
   V Mahle-Kolbenkunde, Druckschrift der Fa. Mahle K-G. — Stuttgart-Bad .Cannstatt, 1. Auflage 1954, S. 58/59.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen