DE1450328A1 - Abdichtende Elemente in Kolbenmaschinen - Google Patents

Description

• Abdichtende Elemente in Kolbenmaschinen Die Erfindung betrifft abdichtende, auf Reibung beanspruchte Elemente in Rotations-Kolbenmaschinen. In Maschinen mit rotierenden Kolben ist die Abdichtung gegenüber dem Kolbengehäuse von ausschlaggebender Bedeutung. Sie erfolgt im allgemeinen durch im Kolben gelagerte, abdichtende Elemente, wie Dichtleisten, die infolge der ständigen Bewegung gegenüber dem feststehenden Gehäuse sehr starken Verschleißerscheinungen unterworfen sind. Der Versuch, diesen hohen Verschleiß solcher abdichtenden Elemente durch Auftrag von Schichten eines sehr harten Stoffes, beispielsweise durch Aufspritzen oder Aufsintern eihes keramischen Materials zu verringern, hat deshalb zu keinem Erfolg geführt, weil dieses harte Material andererseits wieder schmirgelnd auf die Gehäusewendung einwirkt. Infolge der starken mechanischen Beanspruchung kÖnnen sjjh kleine KÖrner lockern und aus der Schtht brechen. Diese Gefahr besteht vor allem bei Rotations-Kolbenmasc'hinen, die mit aggressiven chemischen Substanzen in Berührung kommen, wie Verdichtern und Vacuumpumpen oder ganz besonders bei solchen, die zusätzlich noch hohen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt sind, wie das in Verbrennungsmotoren der Fall ist. Aus diesem Grunde ist auch heute noch Grauguß das für solche abdichtenden Elemente am häufigsten verwendete Material mit allen seinen Nachteilen, wie dem Entstehen von Rattermarken infolge seines hohen spezifischen Gewichtes und der geringen Verschleißfestigkeit. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß sich die oben aufgezeigten Schwierigkeiten bei abdichtenden, auf Reibung beanspruchten Elementen in Rotations-Kolbenmaschinen dadurch überwinden lassen, daß das abdichtende Element aus bei #Oemperaturen oberhalb von 1'/00 0 0 gesintertem Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von mehr als 97 % und einer Dichte Über J,'?_ besteht. Daß sich ein ganz aus einem äußerst harten, durch Sintern gewonnenen Keramilmateriä bestehender Körper der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vollkommen unerwartet als abdichtendes Element für Rotations-Kolbenmaschinen eignet, ist vielleicht darin begründet, daß'durch den hohen Reinheits- ad und die C3r große Dichte praktisch kein Abrieb des Materials e---L2>olgt, wie das bei aufgetragenen Schichten unvermeialich ist. Deshalb haben sich im Sinne der Erfindung besonders solche Dichtelemente bewährt, bei denen der Reinheitsgrad des gesinter.4'-ten Aluminiumoxids mehr als 99 % und die Dichte mehr als ilg beträgt. Sinterprodukte aus so reinem Aluminiumoxid enthalten prakt-isch kein Bindemittel und sind frei von -Poren, sodaß weder chemische Stoffe noch mechanische Kräfte die Möglichkeit haben, das äuberst dichte, feinkristalline Gefügeanzugreifen und Partikelchen daraus loszulÖsen. Ganz bevorzugte nach der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, daß die_n&-imale KorngrÖi#e im Sinterprodukt, kleiner als 10,u ist und die mittlere überflächenrauhigkeit (cla) nicht Über U e 5 iun liegt. Eine Oberf lächenrauhigkeit 4 von 075 jim entspricht einer außerst.glatten Oberfläche, wie sie zwedmäßig durch Polieren eines möglichst mikrokristallinen Sinterproduktes erhalten wird. Die Herstellung eines Sinterproduktes hoher Dichte aus hochreinem Aluml-niumoxid für die herstellung der erfindungsgemäßen Dichtelemente erfolgt durch Erhitzung von-sehr feinteiligem Aluminiumoxid höchster Reinheit auf Temperaturen oberhalb von 17000 0, vorzugsweise im Bereich von lö50 - 1950 0 0. Dabei sind zur Erzielung eines für Dichtelemente besonders geeigneten mikrokristallinen Produktes dem sehr reinen Ausgangsmaterial geringe Mengen von Magnesiumverbindungen zugefügt. Die abdichtenden Elemente nach der Erfindung kommen vor allem fÜr Rotations-Kolbenmaschinen in Betracht, bei denen zu der groß)en mechanischen Beanspruchung noch chemische Einflüsse hinzukommen, wie das bei Vacuumpumpen und Vordichtern der Fall ist, die in irgendeiner Form mit chemisch aggressiven Substanzen in Berührung kommen. -ung naben die erfindungs-emäYjen Dicht-Ganz besondere Bedeu-LL, C) elemente in Rotationskolben-Brennkraftmaschinen der ürochoidenbauart, in denen an die Diciitleisten wegen de.-*holien Gleitgescliwindigk-eit, der großen thermischen Beanspruchung.Und der Rückstande des Wreibstoffgemisches besonders grobe Anforderungen gestellt werden. Aus diesem Grunde ist bei diesem Motorentyp bekanntlich die innere Motorabdichtung mit Hilfe von Dichtleisten das ausschlaggebende Problem. Infolge der äuberst eohen mechanischen Festigkeit der abdichtenden Elemente nach der Erfindung , ihrer hohen Dichte und ihrer dadurch bedingten guten Thermoschockfestigkeit zeigen solche Dichtleisten praktisch keinen eigenen Verschleiß und wirken dank ihrer hochpolierten Oberfläche und ihres im Vergleich zu Grauguß geringen spezifischen Gewichtes auch n-icht verschleißend auf das Gehäuse, sodaß damit ausgerüstete Motoren sehr günstige Einlaufeigenschaften und eine lange Lebensdauer haben, wie sie von keinem der bisherigen Materialien bekannt sind.

Claims (2)

1. PatentansprÜche 1. Abdichtendes, auf Reibung beanspruchtes Element in Rotations-Kolbenmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das abdichtende Element aus bei Temperaturen oberhalb von 17000 0 gesintertem Aluminiumoxid mit einem Reinheitsgrad von mehr als 97 % und'einer Dichte über 3,7 besteht.
2. 2. Abdichtendes Blemant nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reinheitsgrad des Aluminiumozides mehr als 99 % und die Dichte des SinterkÖrpers mehr als J,9 beträgt. 3. Abdichtendes Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Korngröße im Einterprodukt weniger als lo/a beträgt und die mittlere OberflÄchenrauhigkeit (cla) nicht über 0,5,um liegt. 4. Abdichtendes Element nach einem der AnsprÜche 1 bis 39 dadurch gekennzeichnet, daß das abdichtende Element als Dichtleiste in einer Rotationskolben-Brenn aftmaschine Verwendung findet.