DE1072849B

DE1072849B - Pistons or slides for piston machines with labyrinths and guide rings arranged on the piston or slider casing

Info

Publication number: DE1072849B
Application number: DENDAT1072849D
Authority: DE
Inventors: Erfurt Friedrich Hagans
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Publication date: 1960-01-07

Description

DEUTSCHESGERMAN

Gegenstand der Erfindung ist ein Kolben bzw. Schieber mit auf dem Kolben- bzw. Schiebermantel angeordneten Labyrinthen und Führungsringen.The invention relates to a piston or slide with on the piston or slide jacket arranged labyrinths and guide rings.

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.There are known pistons which carry labyrinths to the throttling of the working medium and at the same time to the better guidance of the piston in the cylinder also have guide rings. The rings have some also sealing tasks, with the labyrinths acting as a steam throttle in front of the rings that the Be installed facing away from the pressure side. These rings are usually piston rings or also undivided rings without tension. In order to achieve better oil distribution and oil retention, the Rings also have grooves or pockets distributed over the circumference of the ring. At the same time surrender The grooving increases the run-in properties of such rings. In some known designs the rings are also designed to be self-tightening.

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.These known designs have particular disadvantages, especially when for oil-free operation of the ao Piston should be worked with ring materials made of self-lubricating material. Have such rings extreme expansion coefficients compared to the usual piston materials and therefore require special ones Attention. In many cases, these materials are not very elastic and cannot withstand bending stress, so that you can not slip these rings over the piston, but executes the piston divided. These self-lubricating properties, on the other hand, are very desirable when having the benefits can be bought at an affordable cost. Often such ring materials are relatively soft and therefore wear out faster than z. B. cast iron rings, they are also notch sensitive and beat in the piston grooves faster.

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.The purpose of the invention is to eliminate the deficiency through special design of the rings in connection with the ring carrier, so z. B. a control piston, piston valve or working piston, which is known in Wise mazes.

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.The advantages of low cylinder and piston ring wear with a non-contact seal can be seen in the long run only obtained through a safe piston guide. This is dependent on a preservation of the Rings, especially if they are to guide the piston itself.

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-According to the invention, the rings are therefore on the one hand for relief and at the same time for guidance conical pockets, which are distributed around the circumference of the ring. The cone slope runs from the pressure side ending at the other edge of the ring, but without breaking through it. The work pressure before the piston has a relieving effect through the newly created contact surface, in each case as it is the gas

mit auf dem Kolben- bzw. Schiebermantelwith on the piston or slider casing

angeordneten Labyrinthenarranged mazes

und Führungsringenand guide rings

Anmelder:
Friedrich Hagans, Erfurt, Karthäuserstr. 33Applicant:
Friedrich Hagans, Erfurt, Karthäuserstr. 33

Friedrich Hagans, Erfurt,
ist als Erfinder genannt wordenFriedrich Hagans, Erfurt,
has been named as the inventor

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.forces, so extremely gentle over the duration of the operation. Therefore another one occurs at the same time another intended measure. The recesses represent an annular nozzle in which the radial Pressure equalization is prevented because webs remain between the individual pockets. If the cone slope has about 8 °, which is technically the most Ring or on the piston itself can easily be reached, so occurs with the ever-present gas flow a conversion of speed into pressure past the ring. There is now no absolutely cylindrical guide Such a piston or slide is possible in the relevant cylinder, the pressure gradient runs over the piston is not straight, but is the smallest with the largest piston clearance and with the smallest clearance the biggest. This creates an aerodynamically achieved pressure component towards the center of the piston, the tries to center the piston, at the same time this means the best possible support width for the rings in the ring groove. The formation of the pockets makes it easier to maintain the ring gradient without this can easily be balanced around the ring, which would greatly reduce the effect. The finer the division, the greater the effect.

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 addition to the guide ring itself, the piston can, if it can be machined well, with this arrangement be provided. Depending on whether the piston is single-acting or double-acting, the grooves are or arranged on both sides of the piston in a single or multi-row design.

In den Abb. 1 bis 5 ist die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.In Figs. 1 to 5, the invention is based on an embodiment explained in more detail.

In Abb. 1 ist 1 eine Kolben- oder Schieberstange mit einem Bund 2, gegen den durch die Mutter 8 mit derIn Fig. 1, 1 is a piston or slide rod with a collar 2 against which by the mother 8 with the

909-708/162909-708 / 162

Claims

Securing and simultaneous cover 9 the piston skirt 5 is tightened with labyrinths over the two floors 3 and 4. The piston skirt 5 is by means of the fitting pieces 6 and 7 between the collar 2 of the rod 1 and nut. 8 tightened. The jacket 5 has guide collars 17 near its ends, which can also be attached to the piston jacket 5 at the same time.
" ^A Ä ^s T> b. Ä- shows another embodiment. Here a guide ring 17 is clamped between the jacket 14 through the two washers 11 and 12 by means of the" nut 13. The jacket has labyrinth grooves 15 or 16. The fitting piece 10 ensures the exact fit of the ring 17, which is fixed by the nut 13. Ring 17 esteW 'made of self-lubricating material.
The further formation of the ring shows -Abb / 3. Here the rod 18 carries the slide body 19, which at the same time carries the labyrinth 25. Parts 20 and 21 correspond to parts 6 and 7 of Fig. 1. The nut 22 clamps the casing body 19 by means of threads on the rod 18. Ring 24 is held by the nut 23 and has grooves for aerodynamic centering, which are shown in Fig. 4 are shown. This shows a plan view of the previously described pockets 27, which are conical and between which the webs 26 have stopped, in a relatively coarse division.

FIG. 5 shows a smaller division of the same embodiment with pockets 29 and webs 28.
5
· .. \. _ _{; v} . .'Patent claim:

Pistons or slides for piston machines with arranged on the piston or slider casing Labyrinths and guide rings that have evenly distributed recesses on the circumference, characterized in that the recesses (27, 29) between webs (26, 28) are wedge-shaped run out axially in order to reduce the gas pressure in front of the wedge gaps at least partially in the direction of the piston ' convert.

Publications taken into consideration:
- "German. Patent Specifications No. 360 652, 762 478;
British Patent Nos. 489,469, 492,349;
U.S. Patent No. 2,226,921;
V Mahle piston customer, publication from Mahle KG. - Stuttgart-Bad. Cannstatt, 1st edition 1954, pp. 58/59.

1 sheet of drawings