DE1803014A1

DE1803014A1 - Dry running piston compressor

Info

Publication number: DE1803014A1
Application number: DE19681803014
Authority: DE
Inventors: Hans-Joerg Mueller
Original assignee: Linde GmbH
Current assignee: Linde GmbH
Priority date: 1968-10-14
Filing date: 1968-10-14
Publication date: 1970-04-23
Also published as: GB1259478A; CH503199A

Description

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LIKDE AKTIENGESELLSCHAFTLIKDE AKTIENGESELLSCHAFT

S G8 /073S G8 / 073

Jk/KpJk / Kp

10. 10. 19ö810.10.198

Trockenlauf-KolbenverdichterDry running piston compressor

Die Erfindung betrifft einen Trockenlauf-Kolbenverdichter, dessen axial geführte Kolben am äußeren Umfang mit Ringnuten versehen sind, in welchen selbstspannende bzw. unter Druck eines Spannmittels stehende Kolbenringe eingebaut sind.The invention relates to a dry-running piston compressor, whose axially guided pistons are provided with annular grooves on the outer circumference, in which self-tightening or under Piston rings under pressure of a clamping device are installed.

Eö sind Trockenlauf-Kolbenverdichter der sogenannten
Labyrintn-Bauart bekannt, bei denen die axiale Führung der Kolben durch Kolbenstangen-Lager erfolgt, welche im ölgeschfitierten Teil des Triebwerkes untergebracht sind. Da die Kolbenstangen-Lager infolge der vorzusehenden Trockenlauf-Zwischenkammern, Stopfbuchsen und der Kolbenhübe verhältnismäßig weit von den Kolben entfernt sind, ist diese Art der Kolbenführung nicht starr genug, um bei Gaspulsationen inEö are dry-running piston compressors of the so-called
Labyrinth construction known, in which the axial guidance of the pistons is carried out by piston rod bearings, which are housed in the oil-lubricated part of the engine. Since the piston rod bearings are relatively far away from the piston as a result of the dry-running intermediate chambers, stuffing boxes and the piston strokes, this type of piston guide is not rigid enough to withstand gas pulsations in

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den Zylindern Querbewegungen der Kolben zu vermeiden. Die Querbewegungen der Kolben haben aber eine starke Abnutzung der Kolben-Labyrihthkämme zur Folge. Diese unerwünschte starke Abnutzung tritt auch dann ein, wenn die Lauyrinthspalt-Abdichtung nicht ourcii Rillen im starren Kolbenmantel erreicht wird, sondern durch mehrere Kolbenringe aus Trockenlaufwerkstoff, die infolge ihrer Ausbildung mit Rxngbunden, welche in entsprechenden T-Nuten des Kulbens zur Anlage kommen, als nachgiebige Labyrinthkämme wirken. Da hierfür mit Rücksicht auf die angestrebte Labyrinthspalt-Abdichtung das Spiel, das sich zwischen den Kolbenringen und den ZylinderlauffläcLen bildet, nachdem die Kolbenringe aurch Einlauf mit ihren Ringbunden an dafür in aen Kolben vorgesehenen Ringschultern zur Anlage gekommen sind, sehr klein sein muß, bringt aie Beweglichkeit der Kolben quer zu inrer Achse auch nach dem Einlauf eine weitere Abnutzung der Kolbenringe mit sich. Das dabei entstehende Spiel zwischen den Kolbenringen una den Zylinaerlaufflächen ermöglicht keine einwandfreie Labyrinthspalt-Abdichtung.the cylinders to avoid lateral movements of the pistons. The transverse movements of the pistons, however, are subject to heavy wear the piston labyrinth combs result. This undesirable heavy wear also occurs when the lauyrinth gap sealing not reached ourcii grooves in the rigid piston skirt but by several piston rings made of dry-running material, who as a result of their training with Rxngbunden, which in appropriate T-grooves of the grooves come to rest as flexible Labyrinth combs work. Since this, with consideration of the desired labyrinth gap sealing, the game that forms between the piston rings and the cylinder running surfaces after the piston rings run in with their annular collars came to rest on ring shoulders provided for this in a piston must be very small, the mobility of the pistons transversely to their axis brings another movement even after the run-in Wear of the piston rings with it. The resulting play between the piston rings and the cylinder running surfaces does not allow a perfect labyrinth gap sealing.

Bei einer anderen bekannten Troekenlauf-Verdiehterbauart sind zur axialen Führung aes Kolbens mit einem Ringbund versehene Führungsringe im Kolben federnd angeordnet. Dadurch soll cer Nachteil starrer Führungsringe, nämlich die Notwendigkeit eines ausreichenden Laufspieles als SicherheitIn another known Troekenlauf Verdiehterbauart guide rings provided with an annular collar are resiliently arranged in the piston for axial guidance of aes piston. Through this should cer disadvantage of rigid guide rings, namely the need a sufficient running game as security

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gegen Festfressen bei Wärmedehnung, vermieden werden. Dies wira jedocn nur bei kurzzeitig auftretenden Uoertemperatüren erreicht. Muß der Verdichter bei verschiedenen Verdichtungsternperaturen betrieben werden, z.B. bei Regelung oder vjechselnden Enddrücken, so verschleißen die unter Feder- und Gasdruck stehenden Führungsringe solange, bis sie bei aer höchsten vorkommenden Betriebstemperatur mit ihren Ringburiden an aafür vorgesehenen Ringschultern ues Kolbens zur Anlage gekommen uind. Bei Betriebsverhältnissen mit niedrigerer Verdichtungstemperatur und entsprechend kleinerer VJärmedehnung des Kolbens ergibt sich dann ein größeres Spiel zwischen den Führungsringen und der Zylinderlauffläche. Ein weiterer Verschleiß der Kolbenringe mit Ringbund und ein Nachlassen . ihrer Wirkung sind die Folge.against seizing due to thermal expansion. However, this is only possible in the case of brief excess temperatures achieved. The compressor has to operate at different compression temperatures are operated, e.g. with regulation or alternating final pressures, the under spring and Guide rings under gas pressure until they are at aer highest occurring operating temperature with their Ringburiden on the ring shoulders provided for ues piston to the plant come and For operating conditions with lower Compression temperature and correspondingly lower thermal expansion of the piston, there is then greater play between the guide rings and the cylinder running surface. Another Wear and tear of the piston rings with collar and a slackening. their effect are the result.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und einen Trcckenlauf-Kolbenverdichter zu entwickeln, der den bekannten Trockeniauf-Kclbenverdichtern gegenüber wesentlich wirtschaftlicher arbeitet.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages mentioned and of providing a dry running piston compressor develop that works much more economically than the well-known dry-type compressor.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur axialen Führung der Kolben in ihrer unmittelbaren Nähe für ii.re Kolbenstangen Trockenlauf-Führungslager vorgesehen sind und die Kolbenringe so gestaltet und in die Ringnuten der Kolben eingebautThis object is achieved in that for the axial guidance of the piston in their immediate vicinity for ii.re piston rods Dry-running guide bearings are provided and the piston rings are designed and built into the ring grooves of the pistons

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sind, daß sie im neu eingebauten Zustand an den Zylinderlaufflächen anliegen und nach Erreichen eines vorbestimmten Verschleißmaßes durch Anschläge, im Kolben eingesetzte Bolzen, Haltestifte oder dergleichen an einer weiteren Bewegung in Richtung auf die Zylinderlaufflächen gehindert sind.are that they are newly installed on the cylinder surfaces and after a predetermined amount of wear has been reached by means of stops, bolts inserted in the piston, Holding pins or the like are prevented from further movement in the direction of the cylinder running surfaces.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Trockenlauf-Führungslagern für die Kolbenstangen in unmittelbarer Nähe der Kolben ermöglicht im Gegensatz zu den infolge der Trockenlauf-Zwischenkammern, Stopfbüchsen und Kolbenhübe von den Kolben verhältnismäßig weit entfernten ölgeschmierten Kolbenstangen-Lagern bekannter Bauart eine exakte Führung der Kolben im Zylinder. Die erfindungsgemäße Art der Kolbenführung ist auch der bekannten Führung der Kolben mittels Kolbenführungsringen weit überlegen, da die Trockenlauf-Führungslager für die Kolbenstangen aufgrund des wesentlich kleineren Führungsdurchmessers mit viel geringerem Spiel ausgeführt werden können. ' ·The inventive arrangement of dry running guide bearings for the piston rods in the immediate vicinity of the piston in contrast to the dry-running intermediate chambers, Stuffing boxes and piston strokes from the pistons relatively distant oil-lubricated piston rod bearings known design an exact guidance of the piston in the cylinder. The type of piston guide according to the invention is also far superior to the known guidance of the pistons by means of piston guide rings, since the dry-running guide bearings for the Piston rods are designed with much less play due to the much smaller guide diameter can. '·

Die mittels der erfindungsgemäßen Trockenlauf-Führungslager erzielbare exakte Führung hält das Spiel, das sich zwischen den Kolbenringen und den Zylinderlaufflächen bildet, nachdem die Kolbenringe durch Einlauf an den Anschlägen^, im Kolben eingesetzten Bolzen, Haltestiften oder dergleichen zur Anlage gje-The exact guidance that can be achieved by means of the dry-running guide bearing according to the invention keeps the play that is between forms the piston rings and the cylinder running surfaces after the piston rings are inserted into the piston by running into the stops ^ Bolts, retaining pins or the like for the installation

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kommen sind, so klein, daß eine wirksame Labyrinthspalt-Abdichtung erreicht wird. Die bei den bekannten Trockenlauf-Kolbenverdichterbauarten nach dem Einlauf beobachtete weitere Abnutzung der Kolbenringe und dadurch bedingte Vergrößerung des Spiels, tritt bei dem erfindungsgemäßen Kolbenverdichter nur noch in bedeutend geringerem Maß auf. Höhere Liefergrade und erheblich höhere Standzeiten der Kolbenringe sind das Ergebnis.are so small that an effective labyrinth gap seal is achieved. The ones in the known dry-running piston compressor types further wear of the piston rings and the resulting enlargement observed after the run-in of the game occurs only to a significantly lesser extent in the piston compressor according to the invention. Higher delivery rates and the result is a significantly longer service life of the piston rings.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kolbenverdichters sind die Trockenlauf-Führungslager für die Kolbenstangen in den Zylinderdeckeln und/oder Zylinderböden angeordnet und in die Zylinderdeckel und/oder Zylinderböden sind zu den Trockenlauf-Führungslagern führende Kühlmittelkanäle eingearbeitet. Die Lagerbüchsen der Trockenlauf-Führungslager können beispielsweise aus Tetrafluoräthylen (TFE) mit verschiedenen Füllstoffen oder Kohle bestehen.In a preferred embodiment of the piston compressor according to the invention, the dry running guide bearings are for the Piston rods arranged in the cylinder covers and / or cylinder bases and in the cylinder covers and / or cylinder bases coolant channels leading to the dry-running guide bearings are incorporated. The bearing bushes of the dry running guide bearings can for example consist of tetrafluoroethylene (TFE) with various fillers or carbon.

Bei einer vorteilhaften Kolbenring-Ausführungsform besitzen die Kolbenringe jeweils einen doppelseitigen Ringbund als Anschlag und die die Kolbenringe aufnehmenden Ringnuten der Kolben jeweils eine uen doppelseitigen Ringbunden zugeordnete doppelseitige Ringschulter als Gegenanschlag. Dabei kann der doppelseitige Ringbund Teil eines Käfigringes sein, welcher auf der der Zylinderlauffläche abgekehrten Seite eines ausIn an advantageous embodiment of the piston ring, the piston rings each have a double-sided annular collar as a stop and the annular grooves of the pistons receiving the piston rings each have a double-sided annular shoulder assigned to uen double-sided annular collars as a counterstop. The double-sided annular collar can be part of a cage ring, which has a cage ring on the side facing away from the cylinder running surface

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Trockenlaufwerkstoff bestehenden Kolbenringabschnittes angeordnet und mittels zahnförniig ausgebildeten, in Ausnehmungen des aus Trockenlaufwerkstoff bestehenden Kolbenringabschnittes eingreifenden Segmenten fixiert ist. Der Ringbund kann mit Vorteil auch Teil eines Metallringes sein, in welchen ein auf seiner der Zylinderlauffläche zugekenrten Seite mit Labyrinthrillen versehener, aus Trockenlaufwerkstoff bestehender Kolbenringabschnitt eingepreßt ist.Dry running material existing piston ring section and arranged by means of tooth-shaped, in recesses of the piston ring section made of dry running material engaging segments is fixed. The ring collar can be used with It is also advantageous to be part of a metal ring in which a side that is closed on the cylinder surface is also Labyrinth grooves made of dry running material Piston ring section is pressed in.

Bei einer anderen vorteilhaften Kolbenring-Ausfürrungsforrn sind die Kolbenringe aus Trockenlaufwerkstoff bestehende glatte Ringe, in welche in Kolbenlängsrichtung sich erstreckende Bolzen mit über den glatten Ringen hinausreichenden Enazapfen eingepreßt sind. Diese Endzapfen sind in mit Einführschlitzen ■ versehenen, zusätzlichen Ringnuten des Kolbens geführt.In another advantageous piston ring design The piston rings are made of dry-running material and are smooth rings into which bolts extend in the longitudinal direction of the piston Pressed in with ena pegs extending beyond the smooth rings are. These end pins are guided in additional annular grooves of the piston provided with insertion slots.

Bei einer abgewanaelten, vorteilhaften Kolbenring-Ausfürrungsform sind ciie Kolbenringe ebenfalls aus Trockenlaufwerkstoff bestehende glatte Ringe, in welche in Kolbenlängsrichtung sich erstreckende Büchsen eingepreßt sind. Innerhalb dieser Büchsen sind zur Begrenzung der radialen Beweglichkeit der Kolbenringe im Kolben befestigte Haltestifte angeordnet.With a modified, advantageous piston ring embodiment ciie piston rings are also made of dry-running material, smooth rings into which they extend in the longitudinal direction of the piston extending sleeves are pressed. Inside these sleeves are to limit the radial mobility of the Piston rings arranged in the piston fastened retaining pins.

Bei einer weiteren vorteilhaften Kolbenring-Ausführungsforiü bestehen die Kolbenringe aus in Kolbenlängsrichtung durcn-In a further advantageous piston ring embodiment the piston rings consist of

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bohrten, radial geschnittenen Ringgehäusen bzw. Blechringen und teilweise In die Rin^gehäuse bzw. auf die Blechringe gepreßten Kclbenringabschnitten aus Trockenlaufwerkstoff. Dabei sind durch die übereinanderliegenden Bohrungen der Ringgehäuse b£w. Blechringe, die in den Ringnuten des Kolbens sitzen, i-ur Begrenzung der radialen Beweglichkeit der Kolbenringe im Kolben befestigte Haltestifte geführt.Drilled, radially cut ring housings or sheet metal rings and partially in the ring housing or on the sheet metal rings Pressed Kclbenring sections made of dry running material. The ring housing b £ w. Sheet metal rings that are in the ring grooves of the piston sit, i-ur limiting the radial mobility of the piston rings holding pins fastened in the piston guided.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können aen in den ZeichnungenFurther details of the invention can be found in the drawings

i-.chematisch Gargestellten Ausfüi.rungsbeispielen entnommen werden. Es zeigen:I-.chemically cooked Ausfüi.rungsbeispielen taken will. Show it:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Zylinder einer verteilhaften Ausführungsform des erfindungsgerr.äßen Trockenlauf-Kolbenverdichters,Fig. 1 is a longitudinal section through a cylinder of a distributable embodiment of the erfindungsgerr.äter Dry running piston compressor,

Fig. 2Fig. 2

bis K^ x^eiiausschnitte verschiedener Ausführungsformto K ^ x ^ egg cutouts of various embodiments

de. erfindungSEe:r.ä3en Trockenlauf-"Kolbenverdichters.de. Invention: r.ä3en dry-running "piston compressor.

Die in Pig. 1 ".ar^estellte Ausfül-.runpsfor.Ti Lesitzt aus Ka;;;inerringen aufgebaute Kolben ', v^n α er. en lediglich einer car^esteH;: ist,. Die Kanter ringe > sind uerart tei-taltet und einander zugeordnet, da3 zwischen ihner. zur Lauffläche τ des Zylinders 5 hin offene Ringnuten 5 verbleiben. Diese Ring-The one in Pig. 1 ".ar ^ estierter Ausfül-.runpsfor.Ti Lesitzt from Ka ;;; inerringen constructed piston ', v ^ n α er. En only one car ^ esteH ;: is,. The Kanter rings> are uerart divided and assigned to one another, that annular grooves 5 which are open towards the running surface τ of the cylinder 5 remain between them.

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nuten 5 bestehen jeweils aus zwei Abschnitten 6,7 unterschiedlicher Höhe, von denen der Abschnitt 6 mit der kleineren Höhe der Zylinderlauffläche 4 benachbart ist. In den Ringnuten 5 befinden sich aus TrockenlaufwerTfetoff, beispielsweise TPE bestehende, einen doppelseitigen hohlzylinderförmig ausgebildeten Ringbund 9 aufweisende Kolbenringe 8. Die Kolbenringe 8 werden in den Abschnitten 6 der Ringnuten geführt und während des Betriebes durch den Gasdruck und ggf. P unterlegte Federn 10 gegen die Begrenzungsflächen 11 der Abschnitte b und während des Einlaufs auch gegen die Zylinderlauffläche h gepreßt. Nach erfolgtem Einlauf kommen die Ringbunde 9 der Kolbenringe 8 zur Anlage an die in den Übergangsbereichen der Ringnutabschnitte 6 und 7 vorhandenen ebenen Ringschultern 12. Eine weitere Bewegung der Kolbenringe in Richtung auf die Zylinderlauffläche 4 ist damit ausgeschlossen.Grooves 5 each consist of two sections 6.7 of different heights, of which the section 6 with the smaller height of the cylinder running surface 4 is adjacent. In the ring grooves 5 there are piston rings 8 made of dry running material, for example TPE, with a double-sided, hollow cylinder-shaped ring collar 9 Boundary surfaces 11 of the sections b and also pressed against the cylinder running surface h during the run-in. After running in, the annular collars 9 of the piston rings 8 come to rest against the flat annular shoulders 12 present in the transition areas of the annular groove sections 6 and 7. Further movement of the piston rings in the direction of the cylinder running surface 4 is thus excluded.

In Zylinderboden 15 ist ein Kolbenstangen-Führungslager 16 ^ vorgesehen. Es ist als Trockenlauf-Lager ausgebildet. In dessen Lagerbüchse 17, die beispielsweise aus TFE oder Kohle hergestellt sein kann, wird die Kolbenstange 18 mit kleinstem Spiel geführt. Diese Art der Führung garantiert nach erfolgtem Einlauf ein ;.dr.iinales Spiel zwischen den Kolbenringen 8 und der Zylinderlauffläche 4 und sorgt somit in Verbindung mit den vcrc-escr.rit-.v^nen Kolbenringen δ für eine wirkungsvolleA piston rod guide bearing 16 is located in the cylinder base 15 ^ provided. It is designed as a dry-running warehouse. In its Bearing bush 17, made for example from TFE or carbon can be, the piston rod 18 is guided with the smallest clearance. This type of tour guarantees after you have done Inlet a; .dr.iinales play between the piston rings 8 and the cylinder running surface 4 and thus ensures in connection with the vcrc-escr.rit-.v ^ nen piston rings δ for an effective

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Labyrinthspalt-Abdichtung.Labyrinth gap sealing.

Bei den in den Pig. 2 bis 7 im Ausschnitt dargestellten und im folgenden beschriebenen Kolben verschiedener Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Trockenlauf-Kolbenverdichters erfolgt die axiale Führung in der in Fig. 1 dargestellten oder einer ähnlichen V/eise mittels in ihrer unmittelbaren Nähe angeordneter Trockenlauf-Führungslager, in welchen die Kolbenstangen mit kleinstem Spiel geführt sind.With those in the Pig. 2 to 7 shown in detail and pistons of various embodiments of the dry-running piston compressor according to the invention described below the axial guidance takes place in the way shown in FIG. 1 or in a similar way by means of its immediate Nearby dry-running guide bearings in which the Piston rods are guided with the smallest clearance.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Kolbens 20 mit einer zwei Abschnitte 22, 23 unterschiedlicher Höhe aufweisenden Ringnut 21, von denen der Ringnutabschnitt 22 kleinerer Höhe der Zylinderlauffläche 24 benachbart ist. Die im Übergangsbereich der Ringnutabschnitte 22, 2j5 auftretenden Ringachultern 25 sind hierbei konisch ausgebildet. In der Ringnut 21 ist ein aus Trockenlaufwerkstoff bestehender, einen konisch ausgebildeten doppelseitigen Ringbund 27 aufweisender ( Kolbenring 26 angeordnet, der sich mit seiner der Zylinderlauffläche 24 abgekehrten Seite auf einer Wellfeder 28 abstützt. Die Führung des Kolbenringes 26 erfolgt ebenso wie bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform in dem Ringnutabschnitt 22 kleinerer Höhe. In die obere Begrenzungsfläche des Ringnutabschnittes 22 1st eine Druckausgleichnut Fig. 2 shows a section of a piston 20 with a two sections 22, 23 having different heights Annular groove 21, of which the annular groove section 22 of smaller height is adjacent to the cylinder running surface 24. The annular shoulders occurring in the transition area of the annular groove sections 22, 2j5 25 are here conical. In the annular groove 21 is made of dry running material, a conical double-sided collar 27 having ( Piston ring 26 arranged, which is with its the cylinder running surface 24 facing away on a wave spring 28 is supported. The piston ring 26 is guided in the same way as in the embodiment shown in FIG. 1 in the annular groove section 22 of smaller height. In the upper boundary surface of the annular groove section 22 is a pressure compensation groove

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eingearbeitet, die einerseits mit dem Ringnutabschnitt 23 größerer Höhe, andererseits mit dem Zylinderraum 30 in Verbindung steht! Nach erfolgtem Einlauf kommt der doppelseitige Ringbund 27 des Kolbenringes 26 zur Anlage an die Ringschultern. 25. ■ *incorporated, which on the one hand with the annular groove section 23 greater height, on the other hand with the cylinder space 30 is in connection! After the run-in is done, the double-sided comes Annular collar 27 of the piston ring 26 to rest against the ring shoulders. 25. ■ *

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt eines Kolbens 35 mit einer eine doppelseitige Ringschulter 36 bildenden, abgesetzten ^ Ringnut 37> in welcher ein aus einem aus Trockenlaufwerkstoff hergestellten Kolbenringabschnitt 39 ^un(^ einem einen doppelseitigen Ringbund 41 bildenden Blechkäfigring 4o zusammengesetzter Kolbenring 38 angeordnet ist. Der Blecnkäfigring vO, welcher auf der der Zylinderlauffläche 44 abgekehrten Seite des Kolbenringabschnittes 39 angeordnet ist, besitzt zahriförmig ausgebildete Segmente 42, welche in Ausnehmungen ¹O des Kolbenringabschnittes 39 von oben und unten eingreifen.Fig. 3 shows a detail of a piston 35 having a double-sided annular shoulder 36 forming stepped ^ annular groove 37> in which one of a made of dry-running material piston ring portion 39 ^{un (^} a a double-sided annular collar 41 forming sheet-metal cage ring 4o composite piston ring 38 is disposed. The Blecnkäfigring vO which on the surface 44 of the cylinder side facing away from the piston ring portion 39 is disposed, has zahriförmig designed segments 42, which engage in recesses ¹ O of the piston ring portion 39 from above and below.

Pig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines Kolbens 45 mit einer eine doppelseitige Ringschulter 46 bildenden, abgesetzten Ringnut 47, in welcher ein aus einem Kolbenringabschnitt 49 aus Trockenlaufwerkstoff und einem einen doppelseitigen Ringbund 5¹ bildenden Metallring 50 zusammengesetzter Kolbenring 48 angeordnet ist. Der Kolbenring 48 ist in den Metallring 50 eingepreßt und besitzt auf seiner der Zylinderlauffläche 52 züge-Pig. 4 shows a detail of a piston 45 having a double-sided annular shoulder 46 forming stepped annular groove 47 in which a forming of a piston ring portion 49 from running dry material and a double-sided annular collar 5 ¹ metal ring 50 assembled piston ring is disposed 48th The piston ring 48 is pressed into the metal ring 50 and has tensile strength on its cylinder surface 52

• A• A

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kehrten Seite Labyrinthrillen 53-turned side maze grooves 53-

Pig. 5 zeigt einen Ausschnitt eines Kolbens 55* mit einer glatten Ringnut. 5o, in welcher ein aus Trockenlaufwerkstoff bestehender, gegen Verdrehung gesicherter Kolbenring 57 angeordnet ist. In dem Kolbenring 57* der sich mit seiner der Zylinderlauffläche 58 abgekehrten Seite auf einer Anpreßfeder 59 abstützt, sind auf seinen Umfang verteilt in Kolbenlängsrichtung sich erstreckende Bolzen uO mit über die Kolbenringe 57 hinausreichenden Endzapfen ü1 eingepreßt. Die Endzapfen υ1 sind ihrerseits: in mit Einführungsschlitzen b} versehenen, zusätzlichen Ringnuten b2 geführt.Pig. 5 shows a section of a piston 55 * with a smooth ring groove. 5o, in which a dry running material existing piston ring 57 secured against rotation is arranged. In the piston ring 57 * which is with its the Cylinder running surface 58 facing away from a pressure spring 59 is supported, are distributed over its circumference in the longitudinal direction of the piston extending bolts uO with over the piston rings 57 extending end pin ü1 pressed in. The end pin υ1 are for their part: in with insertion slots b}, additional ring grooves b2 out.

Fig. υ .:eigt einen Ausschnitt eines Kolbens 65 mit einer glatten Rin^nui υό, in welcher ein aus Trockenlaufwerkstoff, beiupielüweiüfc ?FE oder Kohle angefertigter Kolbenring 67 angeordnet is;.. Der Kolbenring 07, der sich mit seiner der Zylinderlauffläche ob abgekehrten Seite auf einer Ringfeder 69 abstützt, beci,zt auf seinem Umfang verteilt in Kolbenlängsrichtung fc=ici. !'streckende, eingepreite Büchsen 70. Innerhalb aer büchsen ii efinden sich in; Kolben befestigte und in dessen Längsrichtung -ich erstreckende Kaltestif^e 7'1* deren Au-;endurchn.esser ki iner sind als die I:.neiidurcriinesser der _Ahnen zugeordneten P -ohsen VC.Fig. Υ .: shows a section of a piston 65 with a smooth ring, in which a piston ring 67 made of dry-running material, or carbon, is arranged; Side is supported on an annular spring 69, beci, zt distributed on its circumference in the longitudinal direction of the piston fc = ici. ! 'stretching, wrapped-in cans 70. Inside the cans are found in; Fixed piston and -I extending in the longitudinal direction thereof Kaltestif ^ e * 7'1 whose Au; endurchn.esser are ki iner as the I: _A .neiidurcriinesser the hnen associated P -ohsen VC.

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Pig. 7 zeigt einen Ausschnitt eines Kolbens 75 mit fünf glatten Ringnuten "J6. In vier dieser Ringnuten J6 sind Kolbenringe 77 angeordnet, die jeweils aus einem aus Trockenlaufwerkstoff angefertigten, abgesetzten Kolbenringabschnitt· und einem Ringgehäuse 79 zusammengesetzt sind, in welche die abgesetzten Kolbenringabschnitte 78 teilweise eingepreßt sind. Die Ringgehäuse 79 besitzen mehrere, über ihren Umfang ver-Pig. 7 shows a section of a piston 75 with five smooth ring grooves "J6. In four of these ring grooves J6 there are piston rings 77, each composed of a stepped piston ring section made of dry-running material and a ring housing 79 into which the stepped piston ring sections 78 are partially pressed The ring housings 79 have several, over their circumference

teilte, in Kolbenlängsrichtung sich erstreckende Bohrungen fe Der in der fünften Ringnut 76 angeordnete Kolbenring 81 besteht aus einem aus Trockenlaufwerkstoff angefertigten Kolbenringabschnitt 82, der auf seiner der Zylinderlauffläche 85 abgekehrten Seite eine ringnutförmige Vertiefung aufweist und einen Blechring 85* der in der Vertiefung 84 des Kolbenringabschnittes 82 festsitzt. Der Blechring 85 besitzt ebenso wie die Ringgehäuse 79 mehrere, über seinen Umfang verteilte, in Kolbenlängsrichtung sich erstreckende Bohrungen 86. Die Kolbenringe 77 und 81 sind dabei derart in den Ringnuten 76 angeordnet, daß ihre Bohrungen 80divided bores extending in the longitudinal direction of the piston fe the piston ring 81 arranged in the fifth annular groove 76 consists of a piston ring section 82 made of dry-running material, which is placed on its cylinder running surface 85 facing away from an annular groove-shaped recess and a sheet metal ring 85 * which is firmly seated in the recess 84 of the piston ring section 82. The sheet metal ring 85 like the ring housing 79 has several over his Bores 86 distributed around the circumference and extending in the longitudinal direction of the piston. The piston rings 77 and 81 are of this type arranged in the annular grooves 76 that their bores 80

^w und 86 übereinanderliegen. Durch die übereinanderliegenden Bohrungen 80, 86 ist jeweils ein gemeinsamer im Kolben befestigter Haltestift 87 geführt. ^w and 86 are on top of each other. A common retaining pin 87 fastened in the piston is guided through the bores 80, 86 lying one above the other.

• Die beim erfindungsgemäßen Trockenlauf-Kolbenverdichter vorgenommene Kolbenstangen-Lagerung kann in Verbindung mit• The dry-running piston compressor according to the invention made piston rod bearings can be used in conjunction with

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der getroffenen Ausbildung und Anordnung der Kolbenringe mit Vorteil auch bei anderen, ohne Zylinderschmierung arbeitenden Hubkolbenmaschinen, beispielsweise Trockenlauf-Expansionsmaschinen, angewandt werden.the training and arrangement of the piston rings made Advantage also for other reciprocating piston machines that work without cylinder lubrication, for example dry-running expansion machines, can be applied.

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12 Patentansprüche
2 Blatt Zeichnungen12 claims
2 sheets of drawings

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Claims

-14- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT s 268 Jk/Kp ίο. ίο. 1968 Patentansprüche-14- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT s 268 Jk / Kp ίο. ίο. 1968 claims

1. Trockenlauf-Kolbenverdichter, dessen axial geführte Kolben am äußeren Umfang mit Hingnuten versehen sind, in welchen selbstspannende bzw. unter Druck eines Spannmittels stehende Kolbenringe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur axialen Führung der Kolben (1, 55, 65) in ihrer unmittelbaren Nähe für ihre Kolbenstangen (18) Trockenlauf-Führungslager (16) vorgesehen sind und die Kolbenringe (8, 57* 67) derart gestaltet und in die Ringnuten (5, 56, 66) der Kolben (1, 55, 65) eingebaut sind, daß sie im neu eingebauten Zustand an den Zylinderlaufflächen (4, 58, 68) anliegen und nach Erreichen eines vorbestimmten Verschleißmaßes durch Anschläge (9, 12) im Kolben (1, 55, 65) eingesetzte Bolzen (60), Haltestifte (71) oder dergleichen an einer weiteren Bewegung in Richtung auf die Zylinderlaufflächen (4, 58, 68) gehindert sind.1. Dry-running piston compressor, its axially guided piston are provided with hanging grooves on the outer circumference, in which self-tightening or pressurized clamping means Piston rings are arranged, characterized in that for axial guidance of the pistons (1, 55, 65) in their immediate Proximity for your piston rods (18) dry running guide bearings (16) are provided and the piston rings (8, 57 * 67) designed in such a way and in the annular grooves (5, 56, 66) of the pistons (1, 55, 65) are installed that they rest against the cylinder surfaces (4, 58, 68) in the newly installed state and after reaching a predetermined amount of wear through stops (9, 12) in the piston (1, 55, 65) inserted bolts (60), retaining pins (71) or the like are prevented from further movement in the direction of the cylinder running surfaces (4, 58, 68).

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-15- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-15- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

2. Troekenlauf-Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenlauf-Führungslager (16) im Zylinderdeckel und/oder Zylinderboden (15) angeordnet ist.2. dry running piston compressor according to claim 1, characterized characterized in that the dry running guide bearing (16) in Cylinder cover and / or cylinder base (15) is arranged.

3- Trockenlauf-Kolbenverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerbüchse (17) des Trockenlauf-Führungslagers (16) aus Trockenlaufwerkstoff, beispielsweise Tetrafluoräthylen (TFE), besteht.3- dry running piston compressor according to claim 2, characterized characterized in that the bearing bush (17) of the dry running guide bearing (16) made of dry running material, for example tetrafluoroethylene (TFE).

4.'Trockenlauf-Kolbenverdichter nach den Ansprüchen 2 und 3* dadurch gekennzeichnet, daß im Zylinderdeckel und/oder Zylinderboden (15) zu den Trockenlauf-Führungslagern (16) führende Kühlmittelkanäle eingearbeitet sind.4.'Dry-running piston compressor according to claims 2 and 3 * characterized in that in the cylinder cover and / or cylinder base (15) to the dry running guide bearings (16) leading coolant channels are incorporated.

5. Trockenlauf-Kolbenverdichter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenringe (8, 26, 38, 48) jeweils einen doppelseitigen Ringbund (9* 27* 41, 51) als Anschlag und die die Kolbenringe (8, 26, 38, 48) aufnehmenden Ringnuten (j, 21, 37* 47) jeweils eine dem doppelseitigen Ringbund (_; ^l, 27, 41, 51) zugeordnete, doppelseitige Ringschulter (1:', 25, 30, ^c) air Gegenanschlag besitzen.5. dry-running piston compressor according to claims 1 to 4, characterized in that the piston rings (8, 26, 38, 48) each have a double-sided annular collar (9 * 27 * 41, 51) as a stop and the piston rings (8, 26 , 38, 48) receiving annular grooves (j, 21, 37 * 47) each have a double-sided annular shoulder (1: ', 25, 30, ^ c) air counter- _{stop assigned to the double-sided annular collar (;} ^{l, 27, 41, 51)} .

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-16- LINDEAKTIENQESELLSCHAFT-16- LINDEAKTIENQESELLSCHAFT

6. Trockenlauf-Kolbenverdichter nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbund (9, 41, 51) und die diesem zugeordnete Ringschulter (12, 36, 46) hohlzylinderförmig ausgebildet sind.6. dry-running piston compressor according to claim 5> characterized in that the annular collar (9, 41, 51) and the annular shoulder (12, 36, 46) assigned to it are hollow-cylindrical are trained.

7· Trockenlauf-Kolbenverdichter nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß der Ringbund (27) und die diesem zugeordnete Ringschulter (25) konisch ausgebildet sind.7 · dry-running piston compressor according to claim 5 * thereby characterized in that the annular collar (27) and the annular shoulder (25) assigned to it are conical.

8. Trockenlauf-Kolbenverdichter nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis l', dadurch gekennzeichnet, daß der doppelseitige Ringbund (41) Teil eines Blechkäfigringes (4o) ist, welcher auf der der Zylinderlauffläche (44) abgekehrten Seite eines aus Trockenlaufwerkstoff bestehenden Kolbenringabschnittes (39) angeordnet ist und mit zahnförmig ausgebildeten Segmenten (42) in Ausnehmungen (43) des aus Trockenlaufwerkstoff bestehenden Kolbenringabschnittes (39) eingreift.8. dry-running piston compressor according to one or more of claims 5 to l ', characterized in that the double-sided collar (41) is part of a sheet metal cage ring (4o), which on the cylinder running surface (44) facing away from a piston ring section consisting of dry-running material ( 39) is arranged and engages with tooth-shaped segments (42) in recesses (43) of the piston ring section (39) made of dry-running material.

9· Trockenlauf-Kolbenverdichter nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der doppelseitige Ringbund (51) Teil eines Metallringes (50) ist, in welchem ein auf seiner der Zylinderlauffläche (52) zugekehrten Seite mit Labyrinthrillen (53) versehener, aus Trockenlaufwerkstoff bestehender Kolbenringabschnitt (49) eingepreßt ist.9 Dry-running piston compressor according to one or more of Claims 5 to 7 , characterized in that the double-sided annular collar (51) is part of a metal ring (50) in which a side facing the cylinder running surface (52) has labyrinth grooves (53) provided piston ring section (49) made of dry running material is pressed in.

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-17- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT-17- LINDE AKTIENGESELLSCHAFT

10. Trockenlauf-Kolbenverdichter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenringe aus Trockenlaufwerkstoff bestehende, glatte Ringe (57) sind, in welche in Kolbenlängsrichtung sich erstreckende Bolzen (6o) mit über den glatten Ringen (57)10. Dry-running piston compressor according to the claims 1 to 4, characterized in that the piston rings made of dry-running material, smooth Rings (57) are in which bolts (6o) extending in the longitudinal direction of the piston with over the smooth rings (57)

sindare

hinausreichenden Endzapfen (61) eingepreßtVund die Endzapfen (61) in mit Einführungsschlitzen (63) versehenen, zusätzlichen Ringnuten (62) des Kolbens (55) geführt sind.and the end pins (61) are pressed into the end pins (61) which are provided with insertion slots (63). additional annular grooves (62) of the piston (55) are guided.

11. Trockenlauf-Kolbenverdichter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenringe aus Trocken-' laufwerkstoff bestehende, glatte Ringe (67) sind, in welche in Kolbenlängsrichtung sich erstreckende Büchsen (70) eingepreßt sind und innerhalb der Büchsen (70) im Kolben (65) befestigte Haltestifte (71) angeordnet sind.11. dry running piston compressor according to claims 1 to 4, characterized in that the piston rings are made of dry-running material, smooth rings (67), in which sleeves (70) extending in the longitudinal direction of the piston are pressed in and inside the sleeves (70) in the Piston (65) attached retaining pins (71) are arranged.

12. Trockenlauf-Kolbenverdichter nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenringe (77) bzw. (81) aus in Kolbenlängsrichtung durchbohrten, radial geschnittenen Ringgehäusen (79) bzw. Blechringen (85) und in die Ringgehäuse (79) bzw. auf die Blechringe (85) gepreßten Kolbenringabschnitten (78) bzw. (81) aus Trockenlaufwerkstoff bestehen und durch die Bohrungen (80) und (86) der Ringgehäuse (79) und Blechringe (85) im Kolben (75) befestigte Haltestifte (87) geführt sind.12. dry running piston compressor according to claims 1 to 4, characterized in that the piston rings (77) and (81) are made of radially cut holes drilled through in the longitudinal direction of the piston Ring housings (79) or sheet metal rings (85) and in the ring housing (79) or on the sheet metal rings (85) pressed piston ring sections (78) or (81) made of dry-running material exist and through the bores (80) and (86) of the ring housing (79) and sheet metal rings (85) fixed in the piston (75) Holding pins (87) are guided.

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