DE1061467B

DE1061467B - Abdichtung zwischen Laeufer und Gehaeuse eines Kreiselverdichters, bei der der Laeufer das noetige Spiel selbst aus der Dichtung herausschabt

Info

Publication number: DE1061467B
Application number: DEG21156A
Authority: DE
Inventors: George Francis Albers; John Frederick Kulp Jun
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1956-12-22
Filing date: 1956-12-22
Publication date: 1959-07-16

Description

Abdichtung zwischen Läufer und Gehäuse eines Kreis elverdichters, bei der der Läufer das nötige Spiel selbst aus der Dichtung herausschabt Es ist bekannt, bei einem Kreiselverdichter die den Dichtungslamellen gegenüberliegende Wand mit einer Masse zu überziehen, die weicher ist als die Baustoffe des feststehenden und des umlaufenden Teiles, und zwar mit einem Farbanstrich oder mit Gummilösung oder mit Graphit.
Die Erfindung bezieht sich nun auf die Verwendung eines besonders geeigneten Stoffes für solche Dichtungen zwischen dem Läufer und dem Gehäuse eines Kreiselverdichters, bei denen der Läufer das nötige Spiel selbst aus der Dichtung herausschabt. Erfindungsgemäß wird für diesen Zweck nämlich ein plastischer Schaum mit einer Dichte von 0,2 bis 3,2, bestehend aus 35 bis 75 Gewichtsprozent eines schaumbildenden Silikonharzes und im übrigen aus Metall pulver, verwendet.
Denn dieser Stoff hat alle Eigenschaften, auf die es bei dieser Verwendung ankommt. Auch bei den hohen Temperaturen, die in einem Kreiselverdichter auftreten, behält er diejenige Festigkeit, die erforderlich ist, damit er unter den Betriebserschütterungen nicht zerfällt. Infolge seiner schaumartigen Beschaffenheit läßt er sich indessen durch den Läufer verhältnismäßig leicht abschaben, so daß er dem Läufer keinen übermäßig hohen Reibungswiderstand entgegensetzt.
Nicht nur die erfindungsgemäße Verwendung des vorstehend angegebenen plastischen Schaumes für den geschilderten besonderen Zweck ist neu, sondern auch dieser plastische Schaum an sich. Bekannt ist es allerdings, daß Füllmittel enthaltende Silikonharze hohe Temperaturen vertragen und daß man schaumförmige Kunstharze als Leim verwenden kann. Auch ist es bekannt, in plastischen Dichtungsmassen als Füllstoffe schwammartige, poröse Körner zu verwenden. Auch ist es allgemein üblich, Dichtungsmassen oder Kitten als Füllstoff Metallpulver, insbesondere Aluminiumpulver, zuzusetzen.
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend im einzelnen beschrieben, wobei alle Mengenangaben auf das Gewicht bezogen sind, soweit nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
Beispiel I Schaumbildende Silikonharze, die man häufig zum Herstellen eines Kunststoffschaumes verwendet, sind Methylphenylsilanharze im festen Aggregatzustand, die zwischen 98 und 100°/o Feststoffe enthalten. Bei der Herstellung von Silikonschäumen werden im allgemeinen ein Katalysator und ein Querverkettungsmittel verwendet, obgleich diese Beimengungen nicht unbedingt erforderlich sind. Ob man sie verwendet, hängt weitgehend davon ab, welche mechanischen Eigenschaften der hergestellte Schaum haben soll.
Werden 35 35°/o dieses Harzes mit 65 °/o Metallpulver in Gestalt feiner Plättchen, Kugeln oder Nadeln gemischt, so erhält man eine schaumige Harz-Metall-Masse, nachdem man die Mischung 1 Stunde lang auf 2180 C in Luft erwärmt. Dabei darf das Aluminiumpulver keine oberflächlichen Verunreinigungen von Oxyden oder Fettsäuren enthalten, beispielsweise keine Stearinsäure. Gute Ergebnisse lassen sich bei Verwendung eines Aluminiumpulvers von dem scheinbaren spezifischen Gewicht von 0,9 g/cm3 und folgender Zusammensetzung erhalten: Mindestens 98,7 0/o Aluminium und höchstens Verunreinigungen in der Form von 0,2°/o Silizium, 0,50/(r Eisen und O,60/o Oxyden. Wie sich die Teilchengrößen dieses Pulvers verhalten, zeigt das folgende Ergebnis einer Siebprüfung:

Durdllauf | Rüdtstand in auf

Sieböffnung

0,500 mm 0,250 mm 0

0,250 mm 0,149 mm 0

0,149 mm 0,074 mm 30

0,074 mm 0,044 mm 20

0,044 mm 50

Der in dieser Weise gebildete zellenhaltige Körper wird dann 1 Stunde lang auf die Temperatur erhitzt, der er im Betrieb ausgesetzt wird, um dadurch dem Körper bleibende Abmessungen zu geben und ihn für den Betrieb aufzubereiten. Beispielsweise kann die Erhitzung bis auf 540° C erfolgen. Das sich ergebende Produkt hat eine Gesamtwichte von 6,7 bis 1,3 g/cm3.
Dabei ist die Wichte innerhalb bestimmter Grenzen eine Funktion des Volumens, auf das sich eine Metall-Harzpulver-Mischung von gegebenem Gewicht ausdehnt, und in gewissem Maße auch eine Funktion der Schaumtemperatur.
Um eine bestimmte Gestalt zu erhalten, bringt man die Harz-Metall-Mischung am besten unter Druck zum Schäumen. Dazu kann eine beheizte Hohlform von bestimmter Gestalt verwendet werden, mit der man dem Körper jede gewünschte Form geben kann.
Blöcke oder Platten lassen sich in einfachster Weise dadurch herstellen, daß man eine Presse mit zwei flachen, erhitzten Preßbacken verwendet, deren Zwischenraum durch einen Rahmen auf den vier Seiten abgeschlossen ist.
Während der beste verfügbare Harzschaum Temperaturen von 3700 C vor dem Zerfall nur etwa 70 Stunden lang aushält, hält das neue Erzeugnis, das durch Schaumbildung des mit Aluminiumpulver gemischten Silikonharzes entwickelt ist, 1500 Stunden lang eine Temperatur von 4250 C oder über 500 Stunden lang eine Temperatur von 5400 C und 50 Stunden lang eine Temperatur von 5950 C aus, ohne dabei einer merklichen Anderung zu unterliegen.
Die Beziehung zwischen der Konzentration des in dem Schaum enthaltenen Aluminiumpulvers und manchen physikalischen Eigenschaften des Schaumes besteht darin, daß bei zunehmendem Prozentsatz des Aluminiums die Porengröße des Schaumes abnimmt und die Härte sowie die Druckfestigkeit wächst und auch die Temperaturbeständigkeit des Stoffes zunimmt. Bei Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens erzielt man bei Verwendung von 25 bis 65 0/o Aluminium in dem Schaumkörper sehr günstige Durchschnittseigenschaften. Es hat sich gezeigt, daß sich alle schaumfähigen Silikonharze für die Erzeugung des Schaumstoffes nach der Erfindung eignen.
Beispiel II Ein Stoff von noch geringerer Wichte und verbesserten Wärmedämmungseigenschaften erhält man, wenn man in die im Beispiel 1 angegebene Mischung noch ein gasentwickelndes Mittel einführt, z. B. eine im Handel erhältliche, Brückenbildungen enthaltende Cyanidinverbindung, z. B. von der Formel Diese Verbindung gibt Stickstoff ab. Dadurch vergrößert sich das Gesamtvolumen der Hohlräume, was zu einer Verringerung der Wichte führt. Infolge des größeren Prozentsatzes an Luft- oder Gaseinschlüssen ergibt sich auch eine Verbesserung der wärmedämmenden Eigenschaften. Im allgemeinen verwendet man eine auf das Gewicht des Kunstharzes bezogene Bei- mengung von t/2 bis 2 0/o des gaserzeugenden Mittels.
Auf diese Weise erhält man eine Wichte des Schaumes von 0,2 bis 0,7 g/cm3. Diese Wichte ist niedriger als diejenige des Schaumes, der ohne ein gaserzeugendes Mittel hergestellt ist, beispielsweise gemäß Anspruch 1. Freilich kann die Temperaturbeständigkeit niedriger sein als bei dem Erzeugnis des Beispiels I.

Beispiel III Ein weiteres Harz-Metall-System, zu dessen Herstellung man ein gaserzeugendes Mittel verwenden muß, um einen Schaum von höchster Güte zu erhalten, besteht in einer Vereinigung eines schaumbildenden Silikonharzes mit rostfreiem Stahl. Hierfür hat sich ein Pulver aus rostfreiem Stahl der Sorte 302 bewährt, das folgende Zusammensetzung hat: Kohlenstoff . 0,12 °/o (max.) Chrom .................. 17,00 bis 19,000/o Nickel ........... 7,00 bis 9,000/o Silikon ................. 2,00 bis 3,00Ü1o Mangan . ......... 1,00 % (max.) Eisen . . . . . . .. ... Rest Analysiert man diesen Staub auf die Verteilung seiner Teilchengrößen durch Siebe, so erhält man folgendes Ergebnis:

Durchlauf Rückstand auf Rückstand in %

Rückstand in %

Sieb öffnung

0,149 mm 0,149 mm 3

0,105 mm 0,105 mm 21

0,074 mm 0,074 mm 25

0,053 mm 0,053 mm 15

0,044 mm 0,044 mm 13

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Um einen Schaumkörper zu erzeugen, mischt man 35 ovo eines schaumbildenden Methylphenylsilikonharzes mit 65 ovo des gepulverten rostfreien Stahls und mit t/2 bis 2e/o (bezogen auf das Gewicht des Harzes) eines gaserzeugenden Mittels, z. B. einer Brückenverbindungen enthaltenden Cyanidinverbindung. Diese Pulvermischung läßt man bei 2180 C 1 Stunde lang schäumen. Dann wird sie aufbereitet und erhält bleibende Abmessungen durch eine Erwärmung auf die Betriebstemperatur für 1 Stunde. Der sich ergebende Schaum hat eine Wichte von etwa 0,8 bis 3,2 g/cm³, wobei wie bei den vorigen Beispielen dieser Wert von dem Volumen abhängt, in welchem der Schaum erzeugt wird. Schaumstoffe mit hochwertigen Eigenschaften von verschiedener Dichte lassen sich dadurch erzeugen, daß man den Anteil des gepulverten rostfreien Stahls innerhalb der Grenzen von 25 und 65 0/o ändert.

PATENTANsPROcHE: 1. Verwendung eines plastischen Schaumes mit einer Dichte von 0,2 bis 3,2, bestehend aus 35 bis 75 Gewichtsprozent eines schaumbildenden Silikonharzes und im übrigen aus Metallpulver für solche Dichtungen zwischen dem Läufer und dem Gehäuse eines Kreiselverdichters, bei denen der Läufer das nötige Spiel selbst aus der Dichtung herausschabt.

Claims

2. Verwendung des Schaumes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das im Schaum enthaltene Metallpulver aus Aluminium besteht und daß sich das spezifische Gewicht des Schaumes auf 0,2 bis 1,3 beläuft.

3. Verwendung des Schaumes nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum 1/2 bis 2 Gewichtsprozent (auf das Silikonharz bezogen) eines gasabgebenden Mittels enthält und ein spezifisches Gewicht von 0,2 bis 0,7 aufweist.

4. Verwendung des Schaumes nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß er 35 Gewichtsprozent Silikonharz und im übrigen Aluminiumpulver enthält.

5. Verwendung des Schaumes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich sein Anteil an schaumbildendem Silikonharz auf 35 bis 75 Gewichtsprozent und sein Anteil an dem gasabgebenden Mittel auf 1/2 bis 2 Gewichtsprozent (auf das Harz bezogen) beläuft und daß sein Anteil an Metallpulver aus rostfreiem Stahl besteht und daß sein spezifisches Gewicht 0,8 bis 3,2 beträgt.

6. Verwendung des Schaumes nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich sein Anteil an Silikonharz auf 35 Gewichtsprozent beläuft.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 831 724, 818 987, 878689,948904,613748, 621000,893111,713700; schweizerische Patentschrift Nr. 138087; USA.-Patentschriften Nr. 2575 687, 2 633 457, 2332116; Lüttgen, »Die Technologie der Klebstoffe«, 1953, S. 25 und 72.