CN110925113B - 用于活塞杆的刮油环 - Google Patents

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Abstract

一种刮油环(2)能够实现密封装置(12)的刮油环(2)的数量减小，避免油泄露到缸(10)中，能够实现刮掉的润滑油充分地排出以及通过刮油环(2)避免活塞杆(7)的表面损坏，根据本发明的刮油环在径向内周面上具有多个分别带有刮擦边缘(15)的密封区段(14)，密封区段通过内周槽(16)在轴向上彼此间隔开，在刮油环(2)的周边上设置至少一个凹槽(18)，所述凹槽至少部分地从刮油环(2)的第一轴向环端部(E1)延伸到刮油环的第二轴向环端部(E2)并且至少局部地在与所述刮油环的轴向方向不同的方向上延伸，并且在所述刮油环(2)的外周面上设置至少一个排放口(19)，所述排放口与至少一个内周槽连接，以将刮掉的油从内周槽排出。

Description

用于活塞杆的刮油环
技术领域
本发明涉及一种用于从平移振荡的活塞杆上刮掉油的刮油环，包括至少一个设置在径向外周面上的外周槽，所述外周槽用于接纳用于径向预加载刮油环的环形弹簧，其中，在刮油环的径向内周面上设置多个分别带有刮擦边缘的密封区段，其中，相邻的密封区段分别通过内周槽在轴向上彼此间隔开，其中，在刮油环的周边上设置至少一个在径向上穿过刮油环的凹槽，所述凹槽至少部分地从刮油环的第一轴向环端部延伸到刮油环的第二轴向环端部，以便至少在刮油环的第一轴向环端部处的多个密封区段的区域内产生刮油环在周向上的可调节性，其中，所述凹槽至少局部地在与所述刮油环的轴向方向不同的方向上延伸，其中，在所述刮油环的外周面上设置至少一个排放口，所述排放口与至少一个内周槽连接，以将刮掉的油从内周槽排出。此外，本发明涉及一种密封包和活塞式压缩机。
背景技术
尤其是在大型相对慢速运转的往复式活塞机器中，例如天然气压缩机或大型燃气/或柴油发动机中，在曲柄连杆机构中主要使用所谓的十字头方案。十字头是将与活塞连接的、纯平移振荡的活塞杆与组合的平移/旋转地振荡的推杆耦合的接头。十字头与活塞杆和活塞刚性地连接并且通常通过自己的引导件支承在曲轴箱中。这个方案的优点例如是：可以使用双作用活塞，所述双作用活塞在同一缸中在双侧做功或由于缸和曲轴箱的空间分离可以使用不同的润滑剂来润滑活塞和曲轴(在压缩机中也使用干式运行的活塞)。由于活塞杆的纯平移运动，活塞也没有侧向力，因此在上死点没有活塞倾斜；因此，与将推杆直接连接到活塞上的方案相比，该活塞可以在结构上更简单地实施。
在活塞式压缩机中，在曲轴箱中通常存在润滑油来润滑活塞式压缩机的、尤其是曲柄连杆机构的运动部件。润滑油在此也到达活塞杆并且将沿着活塞杆输送到缸中的压缩空间中，这是不希望的，因为这一方面代表了显著的漏油和相关的油损失。另一方面，润滑油也部分地随着压缩介质排出并污染压缩介质。为了避免这种情况，通常在活塞杆的区域中设置多个所谓的刮油环，所述刮油环应刮掉活塞杆上的油膜。通常使用所谓的刮油包，所述刮油包包括多个刮油环。为了改善刮擦效果，通常每个包需要多个刮油环，所述刮油环通过合适的支撑环支撑，以便不被平移的活塞杆损坏，尤其是被挤压到活塞杆和刮油包之间的间隙中。这种实施方式相对耗费并且因此很昂贵。此外，由于多个刮油环与中间支撑环的串联设置，在构造尺寸减小方面是受限的，这是不利的。
刮油环通常也构造在所谓的密封包中。在密封包中设置有若干个密封环，连杆穿过所述密封环并且密封环相对于压缩空间密封曲轴箱。不同实施方式的这种密封包和密封环是众所周知的。
迄今已知的刮油环例如是带有锋利的刮擦边缘的金属的径向分割的环，所述刮擦边缘在周向上包围并接触活塞杆。这种分割的刮油环通过在周边上环绕的环形弹簧保持在一起并由其激活，也就是说，环形弹簧产生径向的压力，以能够实现刮油环的正常功能。为了密封径向切口，通常使用两个径向分割的环并且这两个环在周向上彼此错开地设置并且防止旋转。同样，已知由径向分割的刮油环和切向分割的刮油环构成的组件。在使用两个错开的环时，在一些情况下仅一个刮擦边缘覆盖另一个刮擦边缘，或者每个环有两个刮擦边缘，则相应地，仅两个随后的刮擦边缘覆盖第一环的间隙，这可能导致漏油增加。在实施为具有必须防止相互旋转的多个环的组件的情况下额外制造耗费和安装耗费代表了经典刮掉解决方案的附加的错误源。
传统的刮油环通常在周边上具有排油孔和/或排油槽以排出刮掉的油。然而，这些排油孔和/或排油槽通常尺寸太小，这导致已经刮掉的润滑油的回流或对活塞杆的连续润湿，这减小了下一个刮擦边缘的刮油效率。
这种金属刮油环的其他问题是：锋利的刮擦边缘划伤活塞杆并且可能损坏活塞杆。因此，刮擦边缘也必须以非常精确的制造公差制造，以防止对活塞杆的过度损坏。但这增加了传统刮油环的生产耗费。
刮油环通常以某种方式设计成具有多个分开的部分，以便能够实现磨损调整、能够补偿所产生的热膨胀，以便容易地安装在活塞杆上并确保沿着活塞杆的周边均匀的刮擦效果。但也有未分割的刮油环。然而这些环总是存在不能或仅在有限程度上调节磨损的问题，并且不能充分补偿由于活塞杆和刮油环的材料的不同热膨胀系数而引起的热膨胀。
所述刮油环例如由EP 2 369 205 B1、EP 2 360 400 B1、US 3542374A公开。具有刮油环的密封包例如在WO2010/079227A1或EP2 489 907 B1中示出。从EP 0 473 737 B1、DE 560 789 C、EP 2 570 705 A1、CN 205225624 U和GB 995,683中已知具有一个或多个所述缺点的其它刮油环。DE 195 05 404 B4示出了一种用于旋转的轴的密封环。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种刮油环，所述刮油环消除了上述缺点。尤其是应该能够减少每个刮油包所使用的环，并且应该避免油泄漏到缸中。此外，能够实现充分排出刮掉的润滑油并且可以避免由于刮油环对活塞杆的表面损伤。
根据本发明，所述目的通过以下方式实现：所述至少一个排放口槽形地从所述刮油环的第一轴向环端部部分地朝向所述第二轴向环端部延伸并且与多个内周槽连接。因此，根据本发明的刮油环可以根据密封区段的数量替换多个沿轴向依次相继设置的独立的刮油环。因为刮油环的密封区段彼此连接，因此不需要像现有技术中的独立的刮油环那样独立的防旋转装置。通过槽形的排放口，可以改善油的排出，并且可以简化刮油环的制造。
优选地，凹槽从刮油环的第一轴向环端部连续地延伸到第二轴向环端部，其中，刮油环由于所述至少一个凹槽至少一次完全中断。由于该刮油环被至少一次中断，能够实现将刮油环简单地安装在活塞杆上，而不必须将活塞杆从十字头上松开并且改善在周向上的可调节性，从而可更好地补偿刮油环的磨损。
但是优选地，设置至少两个凹槽，通过所述凹槽，刮油环至少两次完全中断，其中，所述至少两个凹槽优选地以恒定的角度间隔彼此间隔开地设置在刮油环的周边上。因此刮油环被分成至少两个环段，从而刮油环可以容易地安装在活塞杆上。此外，在刮油环连续磨损的情况下通过至少两个环段来改善磨损调整，所述磨损由活塞杆和刮油环之间的相对运动产生。
优选地，至少一个凹槽螺旋形地沿着刮油环的外周面延伸，其中，螺旋的螺距优选地在0.1和10之间。由此导致密封区段的连续重叠，这导致良好的刮擦效果和低泄漏。
根据一个有利的方案，至少一个凹槽阶梯形或迷宫形地延伸，其中，凹槽优选地具有至少三个轴向延伸的凹槽区段并且优选地具有至少两个在周向上延伸的凹槽区段，这些凹槽区段交替地设置。从而这进一步改善了刮油效果并减少了泄漏。
优选地，在刮油环的外周边上设置至少两个排放口。由此确保了可以从内部径向向外排出足够大量的润滑油。
优选地，至少一个排放口螺旋形地延伸，由此改善了润滑油的排出。
如果至少一个排放口平行于至少一个凹槽延伸，则排放口可以适配凹槽的走向，从而可以在刮油环的周边上实现环材料的均匀分布。
刮油环优选地由塑料制成，由此能够实现简单地制造并且确保活塞杆的表面不会被刮油环损坏。
有利地，刮油环能够借助于切削制造工艺、优选借助于铣削和/或借助于生成式制造工艺、优选通过3D打印、选择性激光烧结或立体光刻来制造。
附图说明
下面将参照图1至图8e详细地解释本发明，所述图1至图8e以示例的方式示意性地示出本发明的有利方案，而不限制本发明的有利方案。在此示出：
图1示出活塞式压缩机，
图2以等距视图示出一个优选方案的刮油环，
图3以侧视图示出一个优选方案的刮油环，
图4示出刮油环的凹槽的优选方案，
图5a-5c示出刮油环的凹槽的优选方案，
图6示出刮油环的横截面，
图7示出刮油环的排放口的优选方案，
图8a-e示出具有刮擦边缘的密封区段的不同横截面形状。
具体实施方式
图1以示例的方式示出了活塞式压缩机1，在所述活塞式压缩机中可以使用根据本发明的刮油环2(参见图2)。活塞式压缩机1具有压缩机壳体3(曲轴箱)，曲轴4可旋转地支承在所述压缩机壳体中。推杆5以一端可旋转地支承在曲轴4的所谓的(未示出的)曲柄销上并且以另一端可旋转地设置在十字头6上。该十字头可轴向移动地支承在压缩机壳体3中并且设置成将由于推杆5的旋转的和平移的振荡而作用到十字头6上的侧向力在径向上支撑在压缩机壳体3上。在十字头6上设置有活塞杆7的一端部，相对置的端部与活塞8连接，所述活塞设置在缸10的缸套9中。从十字头6仅有平移运动通过活塞杆7传递给活塞8，从而活塞8在缸套9中实施基本上纯的平移振荡运动，而没有径向的侧向力作用到缸套9上。活塞式压缩机1在所示的示例中实施为双作用压缩机，这意味着在缸10中在活塞8的两个轴向侧上完成压缩功。当然，也可以使用单作用压缩机或其他活塞式机器，例如内燃机。在缸10上设置有径向外侧的抽吸和压力阀11，所述抽吸和压力阀设置用于将要压缩的介质供应给缸10(抽吸阀)并从缸10(压力阀)排出经压缩的介质。但是，抽吸和压力阀11当然也可以不同地实施并且也可以设置在别处。
在缸10和压缩机壳体3之间通常设置密封包12，所述密封包用于将缸中的高压相对于压缩机壳体3中的相对较低的压力密封。该密封包12通常包括若干个沿轴向依次相继地设置的密封环，例如以已知的方式由径向和/或切向切割的或分段的包环可能结合支撑环形成，所述支撑环分别设置在腔盘中。密封包12也可以在一端侧或在两侧具有轴向封闭件，例如呈环形盘的形式。此外，活塞杆7的这种密封包12通常具有多个沿轴向依次相继地设置的刮油环。但这些刮油环也可以设置在自己的刮油包中并且与密封包分开地设置。这些刮油环用于避免用于润滑曲轴箱中的运动部件尤其是曲轴4和推杆5的、粘附在活塞杆7上的润滑油不会进入缸10中。这用于使经压缩的介质不被润滑油污染，这尤其是在天然气压缩机和空气压缩机中是重要的，而且在干式压缩机中也是重要的。通过刮油环，粘附在活塞杆7上的润滑油在活塞杆7和刮油环之间的相对运动中被刮掉。刮掉的润滑油然后可以被收集并且必要时又供应给曲轴箱用于润滑。为了改善这种刮掉作用，根据本发明提供一种刮油环2，下面将参考图2详细地描述在一个优选方案中的所述刮油环。
图2中的刮油环2具有中心的圆柱形开口13，在安装状态中，(例如活塞式压缩机1的)活塞杆7被引导穿过所述中心圆柱形开口并且在运行中平移振荡。在刮油环2的径向内周面上设有至少三个密封区段14，每个密封区段具有用于从活塞杆7上刮掉油的刮擦边缘15。在使用刮油环2时，刮擦边缘15通常面向含油侧，在这里例如面向曲轴箱。密封区段14通过内周槽16彼此轴向间隔开。当然为了改善刮擦效果，也可以设置三个以上的密封区段14，在所示的实施例中，刮油环2具有例如七个密封区段14。在此应该注意的是，提高密封区段14的数量(在保持相同的密封区段宽度b的情况下——参见图4)也增加刮油环2的轴向构造长度。在刮油环2的径向外周面上以已知的方式设置至少一个外周槽17，所述外周槽用于接纳(未示出的)环形弹簧以将刮油环2径向预加载在活塞杆7上。当在刮油环2上如在所示的例子中那样设置多个密封区段14时，当然有利的是，外周槽17的数量也相应地增加，以在刮油环2的轴向长度上能够确保尽可能均匀地预加载成抵靠活塞杆7。在所示的方案中，例如设置六个外周槽17，但是当然也可以设置更多或更少的外周槽。在安装状态中，刮油环2的第一轴向环端部E1面向活塞8，这意味着刮油环2在活塞式压缩机1的运行中从相对置的第二轴向环端部E2被施加润滑油，所述润滑油附着在活塞杆7上。因此，在密封区段14上的刮擦边缘15面向第二轴向环端部E2。为了改善刮擦效果，密封区段14可以不同地构型，以产生不同的刮擦边缘15，后面参考图8还将详细说明。
在刮油环2的周边上根据本发明设置至少一个凹槽18，所述凹槽径向穿过刮油环2并且至少部分地从第一轴向环端部E1朝向第二轴向环端部E2延伸。凹槽18的长度在此这样确定尺寸，使得在周向上确保刮油环2的一定的可调节性。这种可调节性是重要的，刮油环2在安装状态中通过在周边上设置在周槽17中的环形弹簧21可以在径向上预加载成抵靠活塞杆7，从而刮油环2可以发挥其刮擦效果。凹槽18的轴向长度可以这样确定尺寸，使得刮油环18可以通过环形弹簧21的作用而变形，以便至少在第一轴向环端部E1的区域中可以被预加载成抵靠活塞杆7。优选地，在第二环端部E2处仅仅保留非常小的接片，例如在内周槽宽度a或密封区段宽度b的区域中(如图4中所示，其中，在第二环端部E2处示出连续的接片)，从而刮油环2是足够柔性的。
原则上，具有合适强度特性的材料可以用作刮油环2的材料，所材料一方面能够实现刮油环的足够高的稳定性并且另一方面具有一定的弹性以能够实现刮油环2的可调节性。例如该凹槽18在材料的相对高的刚性的情况下应比在相对弹性的材料中更远地从第一轴向环端部E1向第二轴向环端部E2延伸，以便确保刮油环2的足够的可变形性。
凹槽18至少局部地在与所述刮油环2的轴向方向不同的一个方向上延伸，使得密封区段14在轴向方向上至少部分地重合，由此防止刮掉的润滑油可在轴向上不受阻碍地流动穿过凹槽18，从而改善刮擦效果。
根据本发明的一个有利方案，凹槽18如图2所示不是仅部分地而是连续地从刮油环2的第一轴向环端部E1延伸到第二轴向环端部E2。因此刮油环2的周边至少一次完全中断(在周向上并且径向上)。由此，尤其是刮油环2在周向上的可调节性得到改善，由此在轴向方向上通过环形弹簧21实现刮油环2的非常均匀的预加载。由此实现了均匀的刮擦效果并且此外能够实现容易的磨损补偿。为了使刮油环2的安装变得容易，也可以设置多个凹槽18，其中，这些凹槽优选地以恒定的角度间隔彼此间隔开地设置在刮油环2的周边上。在所示的示例中，设置两个径向相对置的凹槽18，从而形成两个单独的环段2a、2b。
为了从活塞杆7刮掉的润滑油不能不受阻碍地在轴向方向上流动穿过凹槽18而降低刮擦效果，规定，凹槽18的方向至少局部地与刮油环2的轴向方向(纵向轴线)不同。在所示的示例中，两个凹槽18螺旋形地沿着刮油环2的外周面延伸，其中，螺旋的螺距优选地在0.1和10之间，特别优选地在0.7和1.4之间。螺旋形走向已被证明是有利的，但不是强制性要求的。唯一重要的是，所述至少一个凹槽18至少局部地不是轴向地延伸，从而在轴向方向上产生密封区段14、尤其是设置在其上的刮擦边缘15的一定的重叠。
例如凹槽18也可以沿着直线从刮油环2的第一轴向环端部E1延伸到第二轴向环端部E2，所述第二轴向环端部相对于刮油环2的纵向轴线以一定角度延伸(图5c)。为了提高阻隔作用，即进一步增强阻止润滑油从刮油环2的第一轴向环端部E1不受阻碍地流到第二轴向环端部E2，有利的是，所述至少一个凹槽18阶梯形地(图4+5a)或迷宫形地(图5b)带有凹槽18的变化的周向方向地延伸，其中，所述阶梯形或迷宫形的走向也可以与螺旋形的或直的走向组合，如图2中借助于阶梯形的走向所示并且还根据图4更详细地说明。
在刮油环2的外周面上，设置多个排放口19，所述排放口将内周槽16与刮油环2的外周面连接，以通过排放口19排出刮掉的润滑油。排放口19可以不同地实施，例如实施为孔、槽等。
在所示的优选方案中，槽形的排放口19在轴向方向上从刮油环2的第一轴向环端部E1分别部分地朝向第二轴向环端部E2延伸。排放口19与内周槽16连接，其方式是：槽形排放口19与内周槽16相交。通过槽形排放口19，在排放口19之间分别形成环区段26，所述环区段与密封区段14连接。环区段26为刮油环2提供所需的稳定性并确保密封区段14在轴向方向和周向上的位置不变化。这基本上类似于防旋转装置(所述防旋转装置迄今在现有技术中在使用多个传统的刮油环时是需要的)并且类似于轴向固定，所述轴向固定迄今例如借助于支撑环实现。在第二轴向环端部E2处，环区段26可以与圆周凸肩20连接。排放口19用于将由刮擦边缘15刮掉的润滑油从刮油环2的内周面通过内周槽16径向向外排出。为了实现这一点重要的是，排放口19从刮油环2的第一轴向环端部E1出发仅部分地且不完全地延伸到第二轴向环端部E2。在图2中的刮油环2上，在第二轴向环端部E2处设置径向向外延伸的圆周凸肩20，所述圆周凸肩轴向限定排放口19并且同时可以用于固定刮油环2的轴向位置。如示出的示例所示，排放口19可以类似于所述至少一个凹槽18例如螺旋形或直地设置在刮油环2的外周面上。优选地，并排的排放口19以恒定的角度间隔彼此间隔开地设置。例外的是如下那些排放口19，所述至少一个凹槽18位于所述排放口19之间。在所示的实施例中，这些是两个排放口19a和19b。此外有利的是，排放口19平行于所述至少一个凹槽18延伸，以实现刮油环2的尽可能均匀的稳定性。
在图3中，以正视图示出图2中所示的刮油环2。在这里环形弹簧21示出在外周槽17中，所述环形弹簧在安装状态中将刮油环2径向压抵活塞杆7。这种环形弹簧21及其安装是众所周知的，因此不再详细说明。可以看出，排放口19具有螺旋形的走向并且从刮油环2的第一轴向环端部E1延伸到圆周凸肩20，所述圆周凸肩设置在第二轴向环端部E2处。还可以看出，排放口19与内周槽16相交。排放口19形成中间的环区段26，所述环区段在径向内部与密封区段14连接，以便给刮油环2提供所需的稳定性。(在图3中未示出的)所述至少一个凹槽18如已经描述，完全地并且至少局部地在非轴向方向上，从刮油环2的第一轴向环端部E1延伸到第二轴向环端部E2。由此，刮油环2至少一次完全在周边上中断。与凹槽18不同，排放口19也可以具有轴向的走向，因为它们在轴向上由圆周凸肩20限定，从而没有润滑油可以到达刮油环2的第二轴向环端部E2。然而，已经证明排放口19的螺旋形的走向是有利的，尤其是当排放口19平行于所述至少一个凹槽18延伸时。此外，在图3中可以看到密封区段14，所述密封区段通过内周槽16在轴向上彼此间隔开。内周槽16又与排放口19连接，以能够将刮掉的润滑油径向向外输送。这个优选的槽状的排放口19的优点是：提供足够大的空间用于排出润滑油，从而可以可靠地避免在活塞杆7和刮油环2之间的润滑油的聚集，该聚集在某些情况下可能对刮油环2的刮擦效果造成不利影响。
刮油环2例如可以通过机械制造、尤其是切削加工或通过生成式制造工艺、例如3D打印、选择性激光烧结或立体光刻制造，并且优选地由合适的、尤其是摩擦学优化的塑料或由金属制成。这些制造工艺在现有技术中是已知的，因此在这一点上不再详细讨论。当然也可以考虑生成制造和切削制造的组合。例如刮油环2的主体可以通过3D打印制造，所述主体基本上仅具有中心圆柱形开口13和由内周槽16轴向间隔开的密封区段14。排放口19和凹槽18的所希望的数量可以在第二步骤中例如借助于合适的CNC铣削工艺在基体上设置。如果刮油环2具有多于一个的凹槽18，当然由此产生的数量i的环段2a-2i可以单独地制造并且仅在安装期间接合到一起。在图2所示的示例中，刮油环2例如具有两个凹槽18并且因此由两个环段2a，2b组成。在三个凹槽18的情况下，它相应地是三个环段2a-2c，等等。优选摩擦学优化的塑料、例如具有合适的强度特性的PTFE基塑料用作材料，尤其是塑料还应该耐温度变化，以便在运行中经受住预期的温度。塑料相对于待压缩的介质和尤其是从活塞杆刮掉的润滑油应该足够稳定。当然也可以考虑，刮油环部分地由具有不同的特性的不同的材料、尤其是塑料制造。例如密封区段14，尤其是刮擦边缘15可以由合适的相对柔软的弹性材料制成，以便不损坏活塞杆7的表面。刮油环2的其余部分可以由不同的材料制成、例如由较稳定的塑料或也由金属制成。
图4以正视图示出了刮油环2在凹槽18的区域中的部分。在背景中，可以看到设置在刮油环2的径向相对置的侧上的排放口19。在所示实施例中，刮油环2具有七个密封区段14，所述密封区段在轴向方向上由内周槽16彼此间隔开。当然，可以设置更多或更少的密封区段14和内周槽16。例如可以考虑，在刮油环2的恒定的轴向构造高度L的情况下，密封区段14的密封区段宽度b和内周槽16的内周槽宽度a改变，或密封区段14的密封区段宽度b和内周槽16的内周槽宽度a改变，从而刮油环2的轴向构造高度L改变。当然，各个密封区段14也不必具有相同的密封区段宽度b，各个内周槽16也不必具有相同的内周槽宽度a。
凹槽18从刮油环2的第一轴向环端部E1延伸到第二轴向环端部E2并且在此具有螺旋形的走向。此外，凹槽18设计成阶梯形的，即从第一轴向环端部E1开始交替地具有(这里)轴向凹槽区段A和(这里)正交于其地沿周向方向延伸的凹槽区段B，如图4中的虚线区域所示。但是当然，凹槽区段A，B不必彼此正交，而是例如也可以彼此以特定角度设置。轴向的凹槽区段A的数量n和凹槽区段B的数量m在此基本上可以任意选择并且例如取决于刮油环2的大小、该润滑油的特性、压力条件等。凹槽区段B的数量m通常是m＝n-1，其中，优选设置至少n＝2个轴向凹槽区段A和因此m＝1个凹槽区段B。除了凹槽18的螺旋形的和阶梯形的走向之外，当然也可以考虑其他的走向、例如迷宫形的走向(图5b)或呈各种曲线形式的走向。优选地，这样选择凹槽18的结构构型，使得一方面可靠地限定在轴向端部E1，E2之间的润滑油的通流并且另一方面可以实现尽可能简单且成本低廉的制造。
在图5a-5c中，示意性地示出了凹槽18的其他的有利的走向，其中，图5a中的走向基本上对应于图4所示的走向。凹槽18在周向方向上具有凹槽宽度s，所述凹槽宽度在0mm和10mm之间，优选地在0.2mm和7mm之间，特别优选地在0.4mm和3mm之间。凹槽宽度s在此基本上取决于刮油环2的尺寸和使用区域、例如圆柱形开口13的直径(所述直径基本上对应于活塞杆7的直径)、轴向构造高度L、密封区段宽度b或润滑油的预期粘度。但是凹槽宽度s在凹槽18的整个长度上在凹槽18的任何方案中不必须是恒定的。图5a中的阶梯形的凹槽18从第一轴向环端部E1到第二轴向环端部E2基本上稳定地上升。这意味着，由轴向凹槽区段A和与其正交的在周向上延伸的凹槽区段B形成的阶梯均匀地设置。因此，凹槽18的通到第二轴向环端E2处的第二凹槽端部AE2在周向上看以一定的凹槽偏移AV偏离第一凹槽端部AE1，所述第一凹槽端部AE1通到第一轴向环端部E1中。凹槽区段B的宽度在此是恒定的。所述凹槽偏移AV是在图5a中所示的例子中因此由凹槽区段B的数量m和凹槽区段B的凹槽区段宽度bB形成，其中，所述凹槽区段宽度bB在图示的例子中是恒定的(这不强制必须是这种情况)。通常适用于阶梯形的走向的凹槽偏移AV：AV＝m*bB。
在图5b中的凹槽18具有所谓的迷宫形的走向，具有n＝3个轴向凹槽区段A和m＝2个在周向上延伸的凹槽B，其中，当然可以设置凹槽区段A、B的较大的数量n、m。图5b中的迷宫形的凹槽18从第一轴向环端部E1开始首先具有带有第一凹槽区段长度IA1的第一轴向凹槽区段A1和衔接第一轴向凹槽区段的、具有第一凹槽区段宽度bB1的第一在周向上延伸的凹槽区段B1。具有凹槽区段长度IA2的第二轴向凹槽区段A2衔接第一在周向上延伸的凹槽区段B1。这之后是带有第一凹槽区段宽度bB2的第二在周向上延伸的凹槽区段B2，衔接该第二在周向上延伸的凹槽区段的是具有凹槽区段长度IA3的第三轴向凹槽区段A3，所述第三轴向凹槽区段通到第二轴向环端部E2中。
与图5a中在周向上连续地延伸的阶梯形的走向相比，在周向上延伸的凹槽区段B2至少部分地交替地在相反的切线方向上延伸。凹槽偏移AV因此在图5b所示的示例中对应于两个切向的凹槽区段B1，B2的凹槽区段宽度bB1、bB2的差(AV＝bB1-bB2)。通常，迷宫形的走向的凹槽偏移AV适用于：AV＝|ΣbBi-ΣbBj|，其中，Bi＝奇数的在周向上延伸的凹槽区段B1、B3、......Bi并且Bj＝偶数的在周向上延伸的凹槽区段B2、B4、......Bj。当然也可以想到，将阶梯形的走向和迷宫形的走向组合。
图5c中的凹槽18具有简单的直的走向并且设置成相对于周向成凹槽角α。凹槽角α在此在5°和85°之间，优选在20°和60°之间，特别优选在24°和52°之间。
当然对于凹槽18的走向，也可以是与图5a-5c所示的方案不同的方案。
图6示出了刮油环2的在没有凹槽18和排放口19的位置处的简化横截面并且用于示出最重要的尺寸。刮油环2具有轴向构造高度L和在第一轴向环端部E1处具有环宽度RB。在第二轴向环端E2处，刮油环2由于圆周凸肩20具有与环宽度RB相比增大的凸肩宽度SB。刮油环2在外周上具有用于设置环形弹簧21的至少一个外周槽17，在这里三个外周槽17。示出的刮油环2具有带有密封区段宽度b的四个密封区段14和三个位于密封区段之间的带有内周槽宽度a和内周槽深度t的内周槽16。
在密封区段14处，设置有用于刮掉润滑油的、面向第二轴向环端部E2的刮擦边缘15。内周槽16和密封区段14在此实施成大致矩形的。这意味着，在密封区段14的径向内周面22和面对第二轴向环端部E2的第一密封区段面23之间形成刮擦角度δ，所述刮擦角度在此对应于90°的角度。因此，密封区段14的形状确定内周槽16的形状并且反之亦然，并且因此也确定刮擦边缘15的形状。但是刮擦角度δ不必须是直角，而是能够实现刮擦边缘15的不同方案并因此实现刮擦角度δ的不同方案，如下面参考图8a-e所示。
图7示出有利的排放口19的示意图。排放口19从第一轴向环端部E1出发部分地朝向第二轴向环端部E2延伸并且在径向内部与内周槽16连接，以从内向径向外部排出刮掉的润滑油。在排放口19之间形成环区段26，所述环区段在径向内部与密封区段14连接并且在第二轴向环端部E2处与圆周凸肩20连接，以便为刮油环2提供所需的稳定性。在刮油环2中上设置至少一个排放口19，但优选多个、尤其是至少七个排放口19。排放口19分别具有在周向方向上的排放口宽度k并且在周边上以排放间距p彼此间隔开。排放宽度k与排放间距p的比率k/p优选地在k/p＝0.1和k/p＝1.5之间，特别优选地在0.6至0.7之间，以确保在排放口19之间设置足够的环材料用于确保刮油环2的足够高的稳定性。当然，取决于所使用的材料，也可以提供比率k/p的其他值。这些排放口19可以在轴向方向上延伸，但是它们优选地相对于周向成一定的排放角β设置，如图7所示。排放角β有利地在5°和90°之间，优选地在20°和60°之间，特别优选地在24°和52°之间。尤其是有利的是，排放口19平行于所述至少一个凹槽18延伸，以便在轴向和切向方向上实现环材料的尽可能均匀的走向，这有利于刮油环2的均匀的稳定性。
最后，图8a-e示出了密封区段14和设置在其上的刮擦边缘15的几种形状。左边的箭头表示刮油环2被加载油的方向(在到目前为止所示的实施方式中第二轴向环端部E2)。图8a中的密封区段14基本上对应于图6中所示的具有90°刮擦角度δ的示例。图8b中的密封区段14也具有90°的刮擦角度δ，附加地在径向内周面22和面向第一轴向环端部E1的第二密封区段面25之间设置倒角24，以便改善润滑油的流出。图8c-e示出了密封区段14和尤其是刮擦边缘15的具有不同刮擦角度δ的的其他方案。通常，刮擦角度δ在5°和135°之间的范围内，优选在20°和110°之间的范围内，特别优选在30°和100°之间的范围内。然而，密封区段14的径向内周面22不一定必须沿轴向延伸，也就是说不一定必须是圆柱形的，而是例如可以相对于轴向以特定的倾斜角度ε设置，如图8c所示。当然，在刮油环2上也可以组合带有不同的刮擦边缘15、尤其是刮擦角度δ和倾斜角ε的密封区段14的几种不同方案。
当然，刮油环2的参考图2-8e所示的实施例仅被理解为示例性的，具体的结构方案由本领域技术人员来决定，因为这取决于大量的影响参数，例如所使用的润滑油、压缩机(或内燃机)的预期的压缩压力、压缩机壳体(或内燃机壳体)中的预期温度、活塞杆7的构造尺寸和表面特性、所用的压缩介质等。

Claims (20)

1.一种用于从平移振荡的活塞杆(7)上刮掉油的刮油环(2)，该刮油环包括至少一个设置在径向外周面上的外周槽(17)，所述外周槽用于接纳用于径向预加载刮油环(2)的环形弹簧(21)，其中，在刮油环(2)的径向内周面上设置多个分别带有刮擦边缘(15)的密封区段(14)，其中，相邻的密封区段(14)分别通过内周槽(16)在轴向上彼此间隔开，其中，在刮油环(2)的周边上设置至少一个在径向上穿过刮油环(2)的凹槽(18)，所述凹槽至少部分地从刮油环(2)的第一轴向环端部(E1)延伸到刮油环(2)的第二轴向环端部(E2)，以便至少在刮油环(2)的第一轴向环端部(E1)处的多个密封区段(14)的区域内产生刮油环(2)在周向上的可调节性，其中，所述凹槽(18)至少局部地在与所述刮油环(2)的轴向方向不同的方向上延伸，其中，在所述刮油环(2)的外周面上设置至少一个排放口(19)，所述排放口与至少一个内周槽(16)连接，以将刮掉的油从内周槽(16)排出，其特征在于，所述至少一个排放口(19)槽形地从所述刮油环(2)的第一轴向环端部(E1)部分地朝向所述第二轴向环端部(E2)延伸并且与多个内周槽(16)连接。
2.根据权利要求1所述的刮油环(2)，其特征在于，所述凹槽(18)从刮油环(2)的第一轴向环端部(E1)连续地延伸到第二轴向环端部(E2)，其中，刮油环(2)由于所述至少一个凹槽(18)而至少一次完全中断。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的刮油环(2)，其特征在于，在刮油环(2)上设置至少两个凹槽(18)。
4.根据权利要求3所述的刮油环(2)，其特征在于，所述至少两个凹槽(18)以恒定的角度间隔彼此间隔开地设置在刮油环(2)的周边上。
5.根据权利要求1或2所述的刮油环(2)，其特征在于，至少一个凹槽(18)螺旋形地沿着刮油环(2)的外周面延伸。
6.根据权利要求1或2所述的刮油环(2)，其特征在于，至少一个凹槽(18)阶梯形或迷宫形地延伸。
7.根据权利要求1或2所述的刮油环(2)，其特征在于，在刮油环(2)的外周边上设置至少两个排放口(19)。
8.根据权利要求1或2所述的刮油环(2)，其特征在于，至少一个排放口(19)螺旋形地延伸。
9.根据权利要求1或2所述的刮油环(2)，其特征在于，至少一个排放口(19)平行于所述至少一个凹槽(18)延伸。
10.根据权利要求1或2所述的刮油环(2)，其特征在于，刮油环(2)至少部分地由塑料制成。
11.根据权利要求1或2所述的刮油环(2)，其特征在于，刮油环(2)借助于切削制造工艺制成和/或刮油环(2)借助于生成式制造工艺制成。
12.根据权利要求5所述的刮油环(2)，其特征在于，螺旋的螺距(k)在0.1和10之间。
13.根据权利要求6所述的刮油环(2)，其特征在于，凹槽(18)具有至少三个轴向延伸的凹槽区段(A)。
14.根据权利要求6所述的刮油环(2)，其特征在于，凹槽(18)具有至少两个在周向上延伸的凹槽区段(B)。
15.根据权利要求13所述的刮油环(2)，其特征在于，凹槽(18)具有至少两个在周向上延伸的凹槽区段(B)，并且轴向延伸的凹槽区段(A)和在周向上延伸的凹槽区段(B)交替地设置。
16.根据权利要求11所述的刮油环(2)，其特征在于，刮油环(2) 借助于铣削制成。
17.根据权利要求11所述的刮油环(2)，其特征在于，刮油环(2)借助于3D打印、选择性激光烧结或立体光刻制成。
18.一种用于密封平移振荡的活塞杆(7)的密封包(12)，该密封包具有包壳体，在所述包壳体中设置若干个沿轴向依次相继地设置的密封环，并且该密封包具有至少一个根据权利要求1至17中任一项所述的用于从平移振荡的活塞杆(7)上刮掉油的刮油环(2)。
19.一种活塞式压缩机(1)，其包括压缩机壳体(3)和至少一个设置在所述压缩机壳体上的缸壳体，活塞(8)在所述缸壳体中平移振荡，所述活塞与活塞杆(7)连接，并且活塞式压缩机包括至少一个设置在压缩机壳体(3)中的、根据权利要求1至17中任一项所述的用于从平移振荡的活塞杆(7)上刮掉油的刮油环(2)。
20.根据权利要求19所述的活塞式压缩机，其特征在于，在压缩机壳体(3)中设置带有包壳体的密封包(12)，在所述包壳体中设置若干个沿轴向依次相继地设置的密封环，其中，刮油环(2)设置在密封包(12)中。
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