DE1675047C3 - Einrichtung zum Führen und Abdichten von gegeneinander bewegten Teilen - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Führen und Abdichten von gegeneinander bewegten Teilen, wobei mindestens einer dieser Bauteile Abdichtelemente in Form von Rillen und Führungselementen besitzt und außerhalb des Überdeckungsbereiches beider Bauteile sonst ungeführt ist, und wobei sich im Spalt zwischen den Bauteilen ein Medium mit Schmiei eigenschaften befindet.

Als Stand der Technik ist bereits eine Einrichtung dieser Art bei einem Kolbenkompressor zum Fördem von gasförmigem Medium bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 085 642), bei welcher zur Stabilisierung spezielle Zentrierteile erforderlich sind. Zur Verbesserung der Zentrierung können zusätzlich Gasfcuführungslöcher angebracht sein, über welche Zen-Ifiergas zugeführt wird. Zur Führung und Stabilisielung ergibt sich also ein erheblicher baulicher und konstruktiver Aufwand, welcher insgesamt die Einrichtung verteuert und auch funktionsanfälliger •lacht

Zum Stand der Technik zählt weiterhin eine Einrichtung (französische Patentschrift 1285 390), wel-(he oberhalb und unterhalb mit speziellen Führungen versehen ist. Hierbei sind gewindeförmige Rillen vor' f «sehen. Wiederum ergibt sich jedoch ein erheblicher liulicher Aufwand bei dieser bekannten Einrichtung.

Auch eine andere bekannte Vorrichtung (Nr, 11126 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin) bewirkt durch vorgesehene Rillen nur eine Dichtung, jedoch keine Führung. Piese Führung wird vielmehr auf mechanischem Wege durch eine Schraubkappe übernommen.

Zum Stand der Technik zählt weiterhin eine Einrichtung (USA.-Patentschrift 2 291 243), bei welcher keine Dichtung vorgesehen ist. Der Kolben weist vielmehr stirnseitig einen umlaufenden Ring auf, welcher gegen eine Gummiabdichtung drückt. Damit übernehmen die Rillen im Kolben keine Dichtungsfunktion. _ _

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, eii:s Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau eine sehr wirksame Führung und Abdichtung der beiden zusammenwirkenden Teile gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäP dadurch y.elösi, daß die Rillen gleichzeitig die Führungselemente für das sonst ungerührte Bauteil bilden, und daß jeweils die Stirnfläche der schneidenartigen Stege kleiner ist als die Breite der dazwischen liegenden Rillen. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß durch die schneidenartigen Stege eine enge Passung möglich ist, welche bei einer durchgehenden Führung nicht erreicht werden kann, ohne dadurch die Führung zu beeinträchtigen. Durch die Rillen wird immer ein zentrischer Sitz des einen Bauteils gewährleistet, ohne daß besondere Führungsmittel vorgesehen sein müssen. Es ergibt sich also eine einwandfreie Führung des bewegten Teils bei gleichzeitiger sehr guter Abdichtung, ohne daß zusätzliche Führungsteile oder zusätzliches Zentriergas erforderlich wäre. Der bauliche Aufwand ist hierbei wesentlich geringer als bei den vorgenannten bekannten Einrichtungen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht eines Zylinder-Kolben-Systems mit der erfindungsgernäßen Einrichtung;

F i g. 2 bis 7 und 9 verschiedene Ausführungsformen der Rillen an einem Kolben im Teilschnitt, und

F i g. 8 eine Ausführungsform der Erfindung auf einer geraden Führungsbahn.

In F i g. 1 ist ein Zylinder-Kolben- System dargestellt mit einem Zylinder 1, einem Kolben 2, einer Zuleitung 3 und einer Ableitung 4. Der Kolben 2 ist innerhalb und außerhalb des Zylinders 1 in keiner Weise mechanisch geführt. Eine Abdichtung gegen das als Arbeitsmittel verwendete Höchstdruckmedium, das durch die Zuleitung 3 zuströmt, ist ebenfalls nicht vorhanden. Beide Funktionen — das Führen des Kolbens im Zylinder sowie die Kolbendichtung — werden durch die Umfangsrillen 5 am Kolbenumfang übernommen.

Diese Umfangsrillen 5 stellen also das Dicht· und Führungsmittel dar. Sie sind eng aneinander über eine wesentliche Zone des Überdeckungsbereichs von Kotben 2 und Zylinder 1 angeordnet. Die Gegenfläche der verbleibenden schneidenartigen Stege 6 ist hierbei wesentlich geringer als die Gesamtfläche der Rillenbreiten. Es ergeben sich dadurch eine große Anzahl von Drosselstollen an den dicht aneinander liegenden Flächen von Zylinder 1 und Kolben 2, wodurch eine einwandfreie Führungs- und Dichtwirkung erzielt wird. Es handelt sich also hierbei um eine

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sogenannte berührungsfreie Dichtung, welche gleichzeitig noch fahrend wirkt.

In Fig.2 int die Ausführung der Umfangsrillen5 nach Fig. 1 vergrößert dargestellt. Die einzelnen Rillen laufen um den Umfang des Kolbens 2 um und sind durch die schneidenartigen Stege 6 voneinander getrennt.

Gemäß Fig. 3 und 4 können die Rillen auch bogenförmig oder girlandenförmig um den umfang des Kolbens 2 laufen. Auch dadurch ergibt sich eine sehr gute Dicht- und Führungswirkung des Kolbens 2 gegenüber dem Zylinder 1 mit Hilfe des unter Druck gesetzten, gegenüber Zylinder und Kolben nicht aggressiven Höchstdruckmediums, z. B. Luft.

Nach F i g. 5 können die Rillen 7 auch sich verengend und verdickend ausgebildet sein, wobei die verbleibenden, schneidenartigen Stege 6 gleichfalls in der vorgegebenen Form verlaufen und deren Gesamtfläche wesentlich kleiner ist als die Gesamtfläche der Rillenbreiten.

Nach Fig. 6 sind die Rillen 7 zickzackförmig ausgebildet und laufen in der dargestellten Art um den Umfang des Kolbens 2.

Nach Fig. 7 können die Rillen auch in Längsrichtung am Kolbenumfang angeordnet sein. Auch dadurch ergeben sich eine Vielzahl von Drosselstellen und eine gute Dicht- und Führungswirkung des Kolbens 2 gegenüber dem Zylinder 1.

In Fi g. 8 sind die schneidenartigen Stege 9 wabenförmig auf einer ebenen Fläche 10 aufgebracht, wodurch bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls eine Führung des geführten Bauteils erfolgt.

In F i g. 9 sind wiederum die Rillen S am Kolbenuml'ang vorgesehen. Diese Rillen sind in im Abstand

s voneinander liegende Rillungsabschnitte aufgeteilt Zwischen diesen Abschnitten befindet sich eine axial verlaufende Rille 12, welche entweder, wie im vorliegenden Fall, geradlinig oder auch kurvenförmig (nicht näher dargestellt) sein kann.

ίο In allen Fällen müssen bei den Führungen die Größe der Vertiefungen, die Homogenität des Werkstoffes, das Spiel, das Gleitmedium und die Geschwindigkeit aufeinander abgestimmt sein, da bei sehr schnellaufenden Bewegungen die mechanischen

is Eigenschaften des Gleitmediums eingehen.

Es ergibt sich dadurch stets eine zuverlässige und einwandfreie Dichtung und Fühvung.

Bei besonders ausgebildeten Ri!V;n läßt sich in die Ausnehmungen ein gegenüber dem abzudichtenden

ao Medium wesentlich zäheres Medium einbringen, so daß vorteilhafterweise eine Art »flüssiger Kolbenring« entsteht. Man erhält dadurch eine sehr gute Dichtung und Führung, wobei die Form dieses »flüssigen Kolbenrings« die Form der jeweils vorliegenden Rillen annimmt, und zwar sowohl bei Planflächen wie auch bei gekrümmten Flächen. Es besteht hierbei auch die Möglichkeit, durch Zuiaufkanäle die Füllung der Rillen während des Betriebes zu ergänzen. Auch durch diese Anordnung ergibt sich eine gute Dicht- und Führungswirkung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Führen und Abdichten von legeneinander bewegten Teilen, wobei mindestens einer dieser Bauteile Abdichtelemente in s Form von Rillen und Führungselemente besitzt und außerhalb des Überdeckungsbereiches beider Bauteile sonst ungeführt ist und wobei sich im Spalt zwischen den Bauteilen ein Medium mit Schmiereigenschaften befindet, dadurch ge- jq kennzeichnet, daß die Rillen(5, 7) gleichzeitig die Führungselemente für das sonst ungeführte Bauteil bilden, und daß jeweils die Stirnfläche der schneidenartigen Stege (6, 9) kleiner ist als die Breite der dazwischen liegenden Rillen.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, mit gegeneinander bewegten Teilen in einem Zylinder-Kolben-System, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen in Umfangsrichiung angeordnet sind.

3. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen in Umfangs- und/oder Längsrichtung wellen-, Zickzack- oder girlandenförmig ausgebildet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen schraubenförmig ausgebildet sind.

5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen in Umfangs- und in Längsrichtung angeordnet sind, wobei die Umfangsnlten (f) die geraden Rillen (12) in Längsrichtung begrenzen.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den Rillen ein gegenüber dem abzudichtenden Medium wesentlich zäheres Medium angeordnet ist.