DE29814962U1

DE29814962U1 - Piston for a piston compressor

Info

Publication number: DE29814962U1
Application number: DE29814962U
Authority: DE
Original assignee: Magna BDW Technologies GmbH
Current assignee: Ventrex Automotive GmbH
Priority date: 1998-08-20
Filing date: 1998-08-20
Publication date: 1999-11-04
Anticipated expiration: 2008-08-21
Also published as: EP0980977A2; EP0980977A3

Description

ALUSUISSE BAYRISCHES Anwaltsakte: 24823ALUSUISSE BAYRISCHES Attorney file: 24823

DRUCKGUSS-WERK GMBH & CO. KG
Deutsche GebrauchsmusteranmeldungDIE-CASTING GMBH & CO. KG
German utility model application

Kolben für einen KolbenverdichterPiston for a piston compressor

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für Kolbenverdichter für gasförmige Medien mit einem innerhalb eines Zylinders hin- und herbewegbaren Pleuel, wobei das Pleuel mit dem Kolben verbunden ist und der Kolben einen Ventilteller mit mindestens einem Durchlaß für das von der Kolbenunterseite anzusaugende gasförmige Medium und einen ringförmigen Kolbenkopf aus Kunststoff aufweist.The present invention relates to a piston for piston compressors for gaseous media with a connecting rod that can be moved back and forth within a cylinder, wherein the connecting rod is connected to the piston and the piston has a valve plate with at least one passage for the gaseous medium to be sucked in from the underside of the piston and an annular piston head made of plastic.

Ein derartiger Kolben für einen Kolbenverdichter für gasförmige Medien ist aus der WO 96/05430 bekannt. Der bekannte Kolben
weist einen Kolbenkopf mit einer ausgebildeten Ringnut auf, in die ein Wendelfederring eingesetzt wird. Dieser spannt eine Dichtlippe des Kolbenkopfes radial nach außen, so daß ein sicheres Anliegen des Kolbenkopfes an der Zylinderinnenwand gegeben ist.Such a piston for a piston compressor for gaseous media is known from WO 96/05430. The known piston
has a piston head with a formed annular groove into which a spiral spring ring is inserted. This tensions a sealing lip of the piston head radially outwards so that the piston head rests securely against the inner cylinder wall.

Nachteilig an diesem bekannten Kolben ist, daß die Herstellungskosten für einen derartigen Wendelfederring hoch sind und die Montage aufwendig ist. Zudem hat sich herausgestellt, daß bei der üblichen Erwärmung des Kolbenkopfes der Wendelfederring ungleichmäßig radial nach außen drückt, so daß es zu Undichtigkeiten zwischen Kolbenkopf und Zylinderinnenwand kommen kann.The disadvantage of this known piston is that the manufacturing costs for such a spiral spring ring are high and the assembly is complex. In addition, it has been found that when the piston head is heated up as usual, the spiral spring ring presses radially outwards unevenly, which can lead to leaks between the piston head and the inner cylinder wall.

Es wurde versucht, die bekannten Wendelfederringe durch gespaltene bzw. offene Stahlringe zu ersetzen. Auch hier kommt es bei Betätigung des Kolbens zu einer unterschiedlichen Ausdehnung des Kolbenkopfes, was wiederum zu Undichtigkeiten zwischen Kolbenkopf und Zylinderinnenwand führt.Attempts were made to replace the well-known spiral spring rings with split or open steel rings. Here too, the piston head expands differently when the piston is actuated, which in turn leads to leaks between the piston head and the inner cylinder wall.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kolben der eingangs genannten Art bereitzustellen, der kostengünstig herzustellen ist und gleichzeitig eine sichere Dichtung zwischen Kolben und Zylinderinnenwand gewährleistet.It is therefore an object of the present invention to provide a piston of the type mentioned at the outset which can be produced cost-effectively and at the same time ensures a secure seal between the piston and the inner cylinder wall.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die Merkmale des Schutzanspruches 1.The features of claim 1 serve to solve this problem.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Advantageous embodiments are described in the subclaims.

Ein erfindungsgemäßer Kolben weist einen Kolbenkopf auf, der an seiner Ringinnenseite einen geschlossenen Stützring aus Metall oder einer Metallegierung aufweist, wobei die Ausdehnungskoeffizienten des Stützringmaterials und des Zylindermaterials ungefähr gleich sind. Dadurch ist gewährleistet, daß das Maß zwischen der Zylinderinnenwand und dem Stützring immer konstant ist und der durch den Stützring an die Zylinderinnenwand angedrückte Kolbenkopf dichtend mit dieser abschließt. Ein derartiger Stützring ist kostengünstig herzustellen und leicht in der Innenseite des Kolbenkopfes zu befestigen.A piston according to the invention has a piston head which has a closed support ring made of metal or a metal alloy on its inner ring side, the expansion coefficients of the support ring material and the cylinder material being approximately the same. This ensures that the dimension between the inner cylinder wall and the support ring is always constant and that the piston head, which is pressed against the inner cylinder wall by the support ring, forms a sealing seal with the cylinder. Such a support ring is inexpensive to manufacture and easy to attach to the inside of the piston head.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht der Stützring aus Messing. Zudem kann die dem Kolbenkopf zugewandte Außenseite des Stützringes nach außen gewölbt ausgebildet sein. Daher ergibt sich eine leichtere Befestigung des Stützringes in der entsprechenden Nut des Kolbenkopfes. Zudem ist die Außenseite des Kolbenkopfes ebenfalls gewölbt ausgebildet. Insgesamt ergibt sich dadurch vorteilhafterweise eine gleichmäßige Kraftübertragung auf die Außenseite des Kolbenkopfes und damit eine sichere Dichtung zwischen Kolben und Zylinderinnenwand.In an advantageous embodiment of the invention, the support ring is made of brass. In addition, the outside of the support ring facing the piston head can be curved outwards. This makes it easier to attach the support ring in the corresponding groove of the piston head. In addition, the outside of the piston head is also curved. Overall, this advantageously results in even force transmission to the outside of the piston head and thus a secure seal between the piston and the inner cylinder wall.

Weitere Einzelheiten, Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung des zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispieles.Further details, embodiments and advantages of the invention emerge from the following description of the embodiment shown in the drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch den erfindungsgemäßen Kolben;Fig. 1 is a schematic section through the piston according to the invention;

Fig. 2 eine schematische Detailzeichnung eines Kolbenkopfes des erfindungsgemäßen Kolbens;Fig. 2 is a schematic detailed drawing of a piston head of the piston according to the invention;

Fig. 3 einen schematisch dargestellten Querschnitt durch den Kolbenkopf der Erfindung des erfindungsgemäßen Kolbens ; undFig. 3 is a schematic cross-section through the piston head of the invention of the piston according to the invention; and

Fig. 4 eine teilweise geschnittene, schematisch dargestellte Detailzeichnung eines Stützringes des Kolbenkopfes des erfindungsgemäßen Kolbens.Fig. 4 is a partially sectioned, schematically illustrated detailed drawing of a support ring of the piston head of the piston according to the invention.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kolben 10 für einen Kolbenverdichter für gasförmige Medien mit einem Zylinder 12. Innerhalb des Zylinders 12 wird ein Pleuel 14 hin- und herbewegt bzw. auf- und abbewegt. Das Pleuel 14 ist mit dem Kolben 10 fest verbunden. Der Kolben 10 weist einen Ventilteller 16 mit ringförmig angeordneten Durchlässen 18 für das von der Kolbenseite anzusaugende gasförmige Medium auf. Desweiteren besteht der Kolben 10 aus einem ringförmigen Kolbenkopf 20 aus Kunststoff.Fig. 1 shows a piston 10 according to the invention for a piston compressor for gaseous media with a cylinder 12. A connecting rod 14 is moved back and forth or up and down within the cylinder 12. The connecting rod 14 is firmly connected to the piston 10. The piston 10 has a valve plate 16 with annularly arranged passages 18 for the gaseous medium to be sucked in from the piston side. The piston 10 also consists of an annular piston head 20 made of plastic.

Der Ventilteller 16 ragt durch die zentrale Ringöffnung des Kolbenkopfes 20 bzw. des Stützringes 22 hindurch, wobei der Durchmesser des hindurchragenden Ventiltellerelementes 30 kleiner ist als der Durchmesser des Stützringes 22. Zudem weist der Kolbenkopf 2 0 an seiner dem Pleuel 14 zugewandten Ringinnenseite eine ringförmige Auflagefläche 32 für eine Kolbenscheibe 34 auf. Der Kolbenkopf .20 kann dabei zwischen dem Ventilteller 14 und der Kolbenscheibe 34 auf- und abbewegt werden.The valve plate 16 projects through the central ring opening of the piston head 20 or the support ring 22, the diameter of the valve plate element 30 projecting through being smaller than the diameter of the support ring 22. In addition, the piston head 20 has an annular support surface 32 for a piston disk 34 on its inner ring side facing the connecting rod 14. The piston head 20 can be moved up and down between the valve plate 14 and the piston disk 34.

An der Ringinnenseite des Kolbenkopfes 20 ist ein geschlossener Stützring 22 aus Metall oder einer Metallegierung angeordnet, wobei die Ausdehnungskoeffizienten des Stützringmacerials undA closed support ring 22 made of metal or a metal alloy is arranged on the inside of the piston head 20, the expansion coefficients of the support ring material and

des Zylindermaterials ungefähr gleich sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht der Stützring 22 aus Messing.of the cylinder material are approximately equal. In the present embodiment, the support ring 22 is made of brass.

Fig. 2 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Detailzeichnung des Kolbenkopfes 20. Man erkennt die ringförmige Ausbildung des Kolbenkopfes 20 sowie die Ausbildung der Auflagefläche 32 für die Kolbenscheibe 34. Weiterhin erkennt man, daß an der Ringinnenseite des Kolbenkopfes 20 eine ringförmige Nut 3 6 zur Aufnahme des Stützrings 22 angeordnet ist. Der in Fig. 3 dargestellte Querschnitt des Kolbenkopfes 20 verdeutlicht dies.Fig. 2 shows a schematic, partially sectioned detailed drawing of the piston head 20. The ring-shaped design of the piston head 20 and the design of the support surface 32 for the piston disk 34 can be seen. It can also be seen that an annular groove 36 for receiving the support ring 22 is arranged on the inside of the ring of the piston head 20. The cross section of the piston head 20 shown in Fig. 3 makes this clear.

Fig. 4 zeigt eine schematische, teilweise geschnittene Darstellung des Stützrings 22. Man erkennt, daß der Stützring 22 an der dem Kolbenkopf 20 zugewandten Außenseite 28 nach außen gewölbt ausgebildet ist. Zudem wird deutlich, daß der Stützring 22 an der Ringinnenseite abgeschrägte Kanten 24, 26 aufweist. Durch diese Abschrägung wird die Beweglichkeit des Ventiltellers 16 bzw. des Ventiltellerelementes 3 0 in der Öffnung des Stützrings 22 verbessert.Fig. 4 shows a schematic, partially sectioned representation of the support ring 22. It can be seen that the support ring 22 is curved outwards on the outer side 28 facing the piston head 20. It is also clear that the support ring 22 has bevelled edges 24, 26 on the inner side of the ring. This bevel improves the mobility of the valve plate 16 or the valve plate element 30 in the opening of the support ring 22.

Claims

1. Piston for a piston compressor for gaseous media with a connecting rod ( 14 ) that can be moved back and forth within a cylinder ( 12 ), the connecting rod ( 14 ) being connected to the piston ( 10 ) and the piston ( 10 ) having a valve plate ( 16 ) with at least one passage ( 18 ) for the gaseous medium to be sucked in from the underside of the piston and an annular piston head ( 20 ) made of plastic, characterized in that the piston head ( 20 ) has a closed support ring ( 22 ) made of metal or a metal alloy on its inner ring side, the expansion coefficients of the support ring material and the cylinder material being approximately the same.

2. Piston according to claim 1, characterized in that the support ring ( 22 ) consists of brass.

3. Piston according to claim 1 or 2, characterized in that the support ring ( 22 ) is curved outwards on the outer side ( 28 ) facing the piston head ( 20 ).

4. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the support ring ( 22 ) has bevelled edges ( 24 , 26 ) on the inside of the ring.

5. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the valve plate ( 16 ) projects through the central ring opening of the piston head ( 20 ) or of the support ring ( 22 ), wherein the diameter of the projecting valve plate element ( 30 ) is smaller than the diameter of the opening of the support ring ( 22 ).

6. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the piston head ( 20 ) has an annular bearing surface ( 32 ) for a piston disk ( 34 ) on its inner ring side facing the connecting rod ( 14 ).

7. Piston according to claim 6, characterized in that the piston head ( 20 ) can be moved up and down between the valve plate ( 14 ) and the piston disk ( 34 ).

8. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the support ring ( 22 ) is arranged in an annular groove ( 36 ) on the ring inner side of the piston head ( 20 ).