Kolbenmaschine mit selbstschmierenden Dichtungsringen. Bekannte Kolbenmaschinen haben den Nachteil, dass die Dichtungsorgane unbedingt eine Schmierung mit irgend einem besonders zugeführten Schmiermittel erfordern. Die Verwendung von Schmieröl verteuert jedoch den Betrieb in bedeutendem Masse und ver unreinigt oft das Treibmittel derart, dass es für bestimmte Zwecke nicht mehr verwend bar ist. Aus diesen Gründen wurde schon vorgeschlagen, die Dichtungsorgane der Kol ben und der Kolbenstangen aus selbstschmie renden Ringen, zum Beispiel aus Kohlen-, oder Graphitringen herzustellen, welche keine besondere Ülschmierung erfordern.
In diesem Falle entsteht jedoch die Gefahr, dass die nicht besonders mit 01 geschmierten Or gane einer frühen Korrosion unterliegen, welche sich im Rosten des Kolbens und Zy linders, auch der metallischen Unterlage der Kohlenringe bemerkbar macht.
Ferner war bei den bisher bekannten Ausführungen von Kolben die Fläche des Kolbenmantels, welche den Kolben im Zy linder führt, aus Metall zum Beispiel Guss eisen, Bronze usw. und erforderte deshalb ebenfalls eine Schmierung.
Gegenstand der Erfindung ist eine Kol benmaschine mit selbstschmierenden Dich tungsringen, deren mit diesen Dichtungs ringen in Berührung kommenden Bestand teile der Kolbenmaschine korrosions- und rostsicher ausgebildet sind.
Die Zeichnung betrifft Ausführungsbei spiele der Kolbenmaschine gemäss der Er findung.
In Fig. 1 ist eine Kolbenmasehine im Schnitt durch den Zylinder dargestellt; Fig. 2 zeigt einen .Schnitt durch den Dich tungsring; die Fig. 3 bis 10 zeigen Kolben im Längsschnitt.
In Fig. 1 bewegt sich der Kolben 1 im Zylinder 2 und ist mit den selbstschmieren den Kohlendichtungsringen 3 versehen. Die Kolbenstange 4 der Kolbenmaschine wird auf beiden Seiten des Zylinders mittelst Stopf büchsen 5, 6 abgedichtet, welche ebenfalls selbstschmierende Kohlenringe 7, 8 besitzen. Die äussere Mantelfläche 9 des Kolbens 1, die innere Wand 10 des Zylinders 2 und auch die innern Wände 11, 12 >der Stopfbüchsen 5, 6 und die Oberfläche 13 der Kolbenstange 4 sind korrosions- und rostsicher ausgebil det.
Dies kann zum Beispiel dadurch erzielt werden, dass diese genannten Teile der Kol benmaschine nitriert oder mit irgend einem Schutzbelag, zum Beispiel aus Chrom, Kad mium oder Chromnickel versehen werden, welcher diese Organe gegen Rosten schützt. Diese Organe können auch teilweise oder ganz aus einem Material bestehen, welches einer eventuellen Korrosion nicht unterliegt, zum Beispiel aus nicht rostendem Stahl, Monelmetall, korrosionsbeständiger Bronze, Chrom oder Chromnickelstahl. Dadurch er reicht man einen vollkommen sicheren Be trieb der Kolbenmaschine unter Vermeidung einer Ölschmierung im Zylinder.
Fig. 2 stellt einen Kolbendichtungsring 3 dar, welcher auf einer metallischen federn den Unterlage 14 eine Schicht von selbst schmierendem Material besitzt. In diesem Falle kann die Fläche 15 der metallischen Unterlage 14, die unter der selbstschmieren den Schacht liegt, nitriert oder mit einem Be lag versehen sein, welcher die Unterlage gegen Rosten schützt.
Die Fig. 3 und 4 stellen je einen Kolben für einfachwirkende Maschinen dar, bei wel chem gemäss Fig. 3 nur auf der äussern und gemäss Fig. 4 auf der äussern und innern Seite der Kolbenringe Flächen 21 und 22 (Fig. 3) bezw. 21, 22 und 23 (Fig. 4) zur Führung des Kolbens im Zylinder auf Rin gen 24, 25 bezw. 24, 25, 26 angeordnet sind, welche fest in den Mantel 27 des Kolbens eingesetzt sind. Die Ringe 24-26 können aus selbstschmierendem Material bestehen.
Die selbstschmierende Masse kann im starren definitiven Zustand oder im plastischen oder halbplastischen Zustand in den Kolben- mantel eingesetzt werden. Die selbstschmie rende Masse kann auch auf Einlagen, zum Beispiel aus Metall sitzen, welche fest oder auswechselbar in dem Kolbengehäuse ein gesetzt sind. Die Einlagen können aus einem oder mehreren Teilen bestehen. Die Füh rungsflächen können ganze Felder bilden, die gegebenenfalls auf mehrere Einlagen an geordnet sind.
Fig. 5 stellt einen Kolben 28 für eine doppeltwirkende Maschine dar. Zu beiden Seiten der Kolbenringe 29, 30, 31 sind Füh rungsflächen 32, 33 auf Einlagen 34, 35 an- kn ,geordnet. In Fig. 6 ist ein Differenzialkolben dar gestellt, in welchen zu beiden Seiten beider Gruppen von Dichtungsringen 36, 37 die Ringe 39, 40 bezw. 41, 42 aus selbstschmie renden Material eingesetzt sind, auf welchen die Führungsflächen 43, 44 bezw. 45, 46 an geordnet sind.
Fig. 7 stellt einen geteilten Kolben mit einem Tragring 47 dar, in welchem die Dichtungsringe 49, 50 und die Einlagen 51, mit den Führungsflächen gelagert sind. Der Tragring ist entweder ganz aus selbstschmie rendem oder aus korrosions- und rostsiche rem Metall hergestellt. Seine Abdichtung am Kolbengehäuse erfolgt auf beiden Sei ten durch Stirnflächen, die zur Kolbenaxe senkrecht .stehen. Zwischen dem Tragring und dem Kolben ist radiales Spiel vorge sehen, so dass sich der Tragring mit den Dichtungsringen zentrisch zur Lauffläche des Zylinders einstellen kann.
Diese Ausbil dung ermöglicht eine Ungenauigkeit in der zentrischen Anordnung des Kolbens bei der Montage der Maschine, gegebenenfalls als eine im Betriebe wechselnde Exzentrizität der Kolbenstange auszugleichen.
Nach Fig. 8 wird das Gewicht des Trag ringes 48, in welchem die Dichtungsringe 50 und die Einlagen 52 mit den Führungs flächen gelagert sind, durch korrosionssichere Federn 53 und 54 aufgenommen, welche zwi schen dem Kolbenmantel und dem Tragring angeordnet sind. Beim Gang des Kolbens können sich in den Gleitfläahen feste Überreste anhäufen, wie zum Beispiel Staub, von der Zylinder wand und den Kolbenringen abgeriebene Teilchen und ähnliches, welche, wenn die Gleitflächen mit Öl, Wasser usw. geschmiert werden, sich auswaschen und mit dem Schmiermittel abgeführt werden.
Nach Fig. 9 sind im Kolben Durchblase öffnungen 55 und im Zylinder Durchblase- Öffnungen 56 angeordnet, welche in einer bestimmten Lage des Kolbens miteinander korrespondieren, so dass ein Durchblasemittel, zum Beispiel Luft durchströmen und die Flä chen reinigen kann.
Nach Fig. 10 ist die Kolbenstange mit einem Kanal 57 versehen, durch den Durch blaseluft über die Rückschlagventile 58, 59 in den Kolben geführt wird, von wo sie bei bestimmten Kolbenstellungen durch die Zwi schenräume zwischen Kolben und Zylinder zu den Zylinderkanälen strömt und dabei eine Reinigung der betreffenden Kolben- und Zylinderflächen bewirkt. Mit der Reinigung kann eine energische künstliche Kühlung der Gleitflächen verbunden sein.
Piston machine with self-lubricating sealing rings. Known piston machines have the disadvantage that the sealing members absolutely require lubrication with some kind of specially supplied lubricant. However, the use of lubricating oil increases the cost of operation to a significant extent and often contaminates the propellant in such a way that it can no longer be used for certain purposes. For these reasons, it has already been proposed that the sealing members of the Kol ben and the piston rods from self-lubricating rings, for example from carbon or graphite rings, which do not require any special oil lubrication.
In this case, however, there is a risk that the organs not particularly lubricated with 01 are subject to early corrosion, which is noticeable in the rusting of the piston and cylinder, as well as the metallic base of the carbon rings.
Furthermore, in the previously known designs of pistons, the surface of the piston skirt which leads the piston in the cylinder was made of metal, for example cast iron, bronze, etc. and therefore also required lubrication.
The invention relates to a Kol benmachine with self-lubricating sealing rings, the constituent parts of the piston machine which come into contact with these sealing rings are designed to be corrosion and rust proof.
The drawing relates to Ausführungsbei games of the piston machine according to the invention He.
In Fig. 1, a piston machine is shown in section through the cylinder; Fig. 2 shows a .Schnitt through the sealing ring; 3 to 10 show pistons in longitudinal section.
In Fig. 1, the piston 1 moves in the cylinder 2 and is provided with the self-lubricating carbon seal rings 3. The piston rod 4 of the piston machine is sealed on both sides of the cylinder by means of stuffing bushes 5, 6, which also have self-lubricating carbon rings 7, 8. The outer circumferential surface 9 of the piston 1, the inner wall 10 of the cylinder 2 and also the inner walls 11, 12> of the stuffing boxes 5, 6 and the surface 13 of the piston rod 4 are corrosion and rustproof ausgebil det.
This can be achieved, for example, by nitriding these mentioned parts of the piston machine or providing them with some kind of protective coating, for example made of chrome, cadmium or chrome-nickel, which protects these organs against rusting. These organs can also consist partially or entirely of a material that is not subject to possible corrosion, for example stainless steel, Monel metal, corrosion-resistant bronze, chrome or chrome-nickel steel. This means that the piston machine can be operated completely safely while avoiding oil lubrication in the cylinder.
Fig. 2 shows a piston sealing ring 3, which springs on a metallic base 14 has a layer of self-lubricating material. In this case, the surface 15 of the metallic base 14, which is under the self-lubricating the shaft, nitrided or provided with a Be lay, which protects the base against rusting.
3 and 4 each represent a piston for single-acting machines, with wel chem according to FIG. 3 only on the outer and according to FIG. 4 on the outer and inner side of the piston rings surfaces 21 and 22 (FIG. 3) respectively. 21, 22 and 23 (Fig. 4) for guiding the piston in the cylinder on rings 24, 25 respectively. 24, 25, 26 are arranged, which are firmly inserted into the jacket 27 of the piston. The rings 24-26 can be made of self-lubricating material.
The self-lubricating compound can be used in the rigid, final state or in the plastic or semi-plastic state in the piston skirt. The self-lubricating mass can also sit on inserts, for example made of metal, which are fixed or replaceable in the piston housing. The deposits can consist of one or more parts. The guide surfaces can form entire fields, which are optionally arranged on several deposits.
5 shows a piston 28 for a double-acting machine. Guide surfaces 32, 33 are arranged on inserts 34, 35 on both sides of the piston rings 29, 30, 31. In Fig. 6, a differential piston is provided, in which on both sides of both groups of sealing rings 36, 37, the rings 39, 40 respectively. 41, 42 are used from self-lubricating material, on which the guide surfaces 43, 44 respectively. 45, 46 are arranged.
Fig. 7 shows a split piston with a support ring 47, in which the sealing rings 49, 50 and the inserts 51 are mounted with the guide surfaces. The support ring is made either entirely from self-lubricating or from corrosion and rustproof metal. It is sealed on the piston housing on both sides by end faces that are perpendicular to the piston axis. Radial play is provided between the support ring and the piston, so that the support ring with the sealing rings can be centered on the running surface of the cylinder.
This training enables an inaccuracy in the central arrangement of the piston when assembling the machine, possibly compensating for an eccentricity of the piston rod that changes during operation.
According to Fig. 8, the weight of the support ring 48, in which the sealing rings 50 and the inserts 52 are mounted with the guide surfaces, absorbed by corrosion-resistant springs 53 and 54, which are arranged between the piston skirt and the support ring. When the piston moves, solid residues can accumulate in the sliding surfaces, such as dust, particles rubbed off from the cylinder wall and piston rings and the like, which, when the sliding surfaces are lubricated with oil, water, etc., wash out and with the lubricant be discharged.
According to FIG. 9, through-flow openings 55 are arranged in the piston and through-flow openings 56 are arranged in the cylinder, which correspond to one another in a certain position of the piston, so that a blow-through means, for example air, can flow through and clean the surfaces.
According to Fig. 10, the piston rod is provided with a channel 57 through which blown air is passed through the check valves 58, 59 into the piston, from where it flows through the inter mediate spaces between the piston and cylinder to the cylinder channels at certain piston positions and thereby a Cleaning the relevant piston and cylinder surfaces causes. The cleaning can be accompanied by vigorous artificial cooling of the sliding surfaces.