DE549572C - Fuer Kolbenstangen und Wellen bestimmter hitzebestaendiger Metalldichtungsring - Google Patents

Description

Zur Abdichtung von Kolbenstangen und Wellen, die sehr hoher Erhitzung ausgesetzt werden, muß man Dichtungsringe aus entsprechend hitzebeständigem MetaE verwenden. Hierfür hat man bisher vielfach eiserne Ringe benutzt. Diese aber sind, wie sich gezeigt hat, für sehr hohe Temperaturen doch nicht bräuchbar, weil derartige Ringe, z. B. solche aus Gußeisen, dem von dem heißen Druckmittel, wie überhitztem Dampf, ausgeübten Flächendruck dann nicht hinreichend Widerstand zu bieten vermögen, namentlich, wenn es sich um Abdichtung gegen hohe Drucke handelt. Infolgedessen nutzen sich derartige Dichtungsringe sehr schnell ab. Durch Tropfschmierung von außen auf die freie Stange war dabei eine Besserung in der Regel nicht zu erreichen, weil derartige Dichtungsringe, um das Durchtreten des Druckmittels zu verhindern, so fein auf die Stange aufgeschliffen und mit ihren Teilstücken so fein ineinandergeschliffen sein müssen, daß höchstens Spuren von Schmiermitteln zur Wirkung kommen können, die aber nicht genügen, um den Verschleiß der Ringe unter den angegebenen Verhältnissen zu verhindern.

Der Gedanke, an Stelle der Ringe aus Gußeisen, Monellmetall oder nichtrostendem Stahl Ringe aus Bronze o. dgl. zu verwenden, ist praktisch für derartige Fälle nicht ausführbar, weil Bronze, Rotguß oder ähnliche Legierungen im Heißdampf mit der Zeit brüchig werden.

Es hat sich nun gezeigt, daß man Dichtungsringe, die auch bei hoher Erhitzung und unter hohen Drucken dauernd abzudichten vermögen, erhält, wenn man ihre Lauffläche ganz oder teilweise aus Bronze herstellt und diesen Bronzeteil in einen Schalenteil aus härterem Metall, wie Gußeisen, Stahl o. dgl., derart einlagert und fest damit durch Niete o. dgl. verbindet, daß die Ausdehnung des so erhaltenen kombinierten Ringes unter dem Einfluß der Hitze entsprechend dem Ausdehnungskoeffizienten des Schalenteils erfolgt. Der Bronzeteil des kombinierten Ringes, welcher die Lauffläche ganz oder zum großen Teil bildet, wird hier also durch die eiserne Schale geschützt, derart, daß dadurch die Gefahr seiner Zerstörung unter der Wirkung des überhitzten Dampfes wesentlich herabgesetzt wird. Dadurch, daß der Bronzeteil gleichzeitig von dem Eisenteil des Ringes umfaßt und festgehalten wird, wird er außerdem gezwungen, unter der Einwirkung der Hitze den Formveränderungen des Eisenteils zu folgen. Das wird dadurch ermöglicht, daß die Bronze bei den in Betracht kommenden sehr hohen Temperaturen im Gegensatz zum Eisen oder Stahl schon etwas erweicht. So wird erreicht, daß, nachdem einmal der Bronzeteil der Lauffläche auf die Stange aufgeschliffen ist, er dauernd satt

gegen sie anliegt, da ja die Stahlstange und der Schalenring aus Eisen oder Stahl sich im wesentlichen gleichmäßig ausdehnen. Der so einmal an der Lauffläche des Bronzeteils gebildete Spiegel bleibt infolgedessen dauernd erhalten, während sonst, wenn Ringe verwendet werden, die vollständig aus Bronze o. dgl. bestehen, der Ring nach erfolgter Ausdehnung nicht mehr allseitig an der ίο Stange anliegen wird, so daß sich bei der weiteren Bewegung dieser ein neuer Spiegel bilden muß. Dies aber hat eine entsprechende Abnutzung des Ringes zur Folge, und da sich dieser Vorgang bei der Benutzung dauernd wiederholt, so ist die schnelle Zerstörung solcher Bronzeringe die Folge.

Wie sich gezeigt hat, sind, die kombinierten Ringe gemäß der Erfindung stark genug, um beispielsweise bei Gegendruckkolbendampfmaschinen mit 40 bis 100 Atm. Druck oder gar bei Gegendruck und Höchsttemperaturen trotz ununterbrochener Arbeit jahrelang standzuhalten, während eiserne Ringe der verschiedensten Konstruktion erfahrungsgemäß nur wenige Tage dichtzuhalten vermögen und Bronzeringe, wie dargetan, ebenfalls dafür nicht gebraucht werden können. Die Art der Einlagerung und Verbindung der Bronzeteile mit den eisernen Schalenringen kann in verschiedener Weise erfolgen, und es können die verschiedensten Konstruktionen von Dichtungsringen mit solchen Laufflächen aus Bronze o. dgl. gemäß der Erfindung versehen werden, sowohl geschlossene Ringe als auch solche, die aus Segmenten in an sich bekannter Weise zusammengesetzt sind.

Zwar hat man auch schon vorgeschlagen, bei der Herstellung von Kolben einen tassenförmigen Ring aus Bronzelegierung, der sich an die Zylinderwand anlegt, mit einem sich von innen gegen ihn legenden geschlitzten Ring aus Gußeisen, Stahl o. dgl. zu kombinieren. Dabei diente aber dieser geschlitzte eiserne Innenring nur dazu, den vom Kolbenkopf auf den bronzenen Schalenring ausgeübten Druck gleichmäßig auf diesen zu verteilen. In diesem bekannten Falle war der Bronzering nicht in den eisernen Ring eingebettet und auch nicht mit ihm durch Niete o. dgl. fest verbunden, sondern es handelte sich um zwei notwendig völlig voneinander getrennte und getrennt bleibende Ringe. Die Wirkung, auf deren Erreichung es für die vorliegende Erfindung ankommt, konnte dort also nicht erzielt werden und war auch gar nicht beabsichtigt. Auch an die Verwendung des mit dem Bronze- und Eisenring versehenen Kolbens für Maschinen, die sehr hohen Hitzegraden ausgesetzt werden, war gar nicht gedacht.

In der Zeichnung ist eine Ausführungsform veranschaulicht. Es, zeigt: Fig. 1 einen Querschnitt durch den Schalenring aus Gußeisen o. dgl., Fig. 2 einen Querschnitt durch 6s den Einlagering aus Bronze und Fig. 3 den zusammengesetzten Ring in Draufsicht.

Der beispielsweise aus Gußeisen bestehende Außen- oder Schalenring 1 besitzt, wie ersichtlich, im wesentlichen L-förmigen Querschnitt, hat also einen Bodenteil 4 und einen Mantelteil 6. In der Außenfläche des letzteren befindet sich die Ringnut 2 zur Einlagerung einer Schlauchfeder o. dgl. Der Einlagering 5 besteht aus Bronze und kann evtl. an seiner Innenfläche mit einer Schmiernut 13 versehen sein, die aber auch wegbleiben kann. Bei Herstellung des kombinierten Ringes gemäß der Erfindung wird der bronzene Einlagering 5 in den Hohlraum 3 des Ringes ι eingesetzt, in den er gerade hineinpaßt. Beide Teile werden dann durch Niete miteinander vereinigt, die durch den Bronzeteil 5 und den Boden 4 des Teiles 1 quer hindurchgehen. Auf Wunsch kann man vor oder nach der Vereinigung den Ring durch Schnitte 7 in Segmenten unterteilen. Wird diese Unterteilung vorgenommen, bevor die Vereinigung der Stücke 5 und 1 erfolgt, so kann man dabei in an sich bekannter Weise gc die Segmente des Teilringes S und diejenigen des Schalenringes 1 derart zueinander versetzen, daß sie sich gegenseitig an den Stoßstellen überlappen,

Bei der gezeigten Ausführungsform des kombinierten Ringes besteht, wie ersichtlich, die Lauffläche nur teilweise aus. Bronze, was aber, wie die Erfahrung gezeigt hatj vollkommen genügt. Die Innenfläche des Bodenteiles 4 des gußeisernen S.chalenringes 1 braucht in diesem Falle überhaupt nicht mit der Stange oder Welle in Berührung zu kommen; es genügt, daß dieser Bodenteil 4 dem Bronzering 5 Auflage und Halt gibt. Daherkann der Innendurchmesser des Bodenteiles 4 auf Wunsch etwas weiter gehalten werden als derjenige des Bronzeteiles 5.

Λ^erwendet man an Stelle eines Schalenringes mit L-förrnigem Querschnitt einen solchen mit U-förmigem Querschnitt, so sind die Segmente des bronzenen Einlageringes von innen her in diese gußeisernen Schalenringe mit U-förmigem Querschnitt einzuschieben und können dann mit ihnen gleichfalls durch Niete o. dgl. fest verbunden werden.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   I. Für Kolbenstangen und Wellen bestimmter hitzebeständiger Metalldichtungsring aus hartem Metall mit einer Lauffläche, die ganz oder teilweise aus weicherem Metall besteht, dadurch gekenn-

   zeichnet, daß die Lauffläche ganz oder teilweise aus Bronze besteht und dieser Bronzeteil in einen Schalenteil aus härterem Metall, wie Gußeisen, Stahl o. dgl., derart eingelagert und fest damit durch Niete o. dgl. verbunden ist, daß die Aus- j dehnung des kombinierten Ringes unter \ dem Einfluß der Hitze entsprechend dem Ausdehnungskoeffizienten des Schalenteils erfolgt.
2. 2. Dichtungsring nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalenteil aus Eisen o. dgl. in an sich bekannter Weise L-förmigen Querschnitt besitzt.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen