DE476297C

DE476297C - Piston ring

Info

Publication number: DE476297C
Application number: DEW77659D
Authority: DE
Original assignee: KARL FRIEDRICH WACHA
Current assignee: KARL FRIEDRICH WACHA
Priority date: 1927-11-16
Filing date: 1927-11-16
Publication date: 1929-05-15

Description

Kolbenring Die selbstspannenden und die gespannten Kolbenringe der Kolbenmaschinen sind bisher in der Regel leinteilig und überlappt oder schräg aufgeschnitten. Der Baustoff wird in der Regel weniger hart gewählt als der Zylinderbaustoff, um in erster Linie den Verschleiß auf die leicht auswechselbaren Kolbenringe zu verlegen. Solange nicht bei Dampfmaschinen überhitzter oder stark überhitzter Dampf zum Betriebe Verwendung findet, ist die übliche Schmierung durch Einführung von Öl mit dem Dampf in den Zylinder genügend, um den Verschleiß auch der Kolbenringe auf einem erträglichen Maße zu erhalten. Bei überhitztem und insbesondere hoch überhitztem Dampf versagt diese Ölschmierung jedoch `rollständig, weil las Öl keine Gelegenheit mehr hat, sich auf Kondensattröpfchen innen halb des Zylinders und damit an. den Wandungen niederzuschlagen. Es tritt nahezu unverbraucht mit :dem den. Zylinder verlassenden Dampf aus. Auch unmittelbare Schmierung der reibenden Flächen ist, abgesehen: von dem größeren Ölverbrauch, unzuverlässig. Infolgedessen ist der Verschleiß der Kolbenringe bei H@cißdampfmaschine;n ein außerordentlich großer. Das hat zur Folge, daß die Ringspalten sich bald so stark erweitern, daß sie dampfdurchlässig werden, und daß die Ringe in der Regel. gegenüber dem Spalt brechen. Man hat deshalb mehrteilige, federnd angepreßte Ringe zur Anwendung gebracht, :deren Enden ebenfalls schräg geschnitten oder überlappt waren. Dabei ergab sich aber, daß die Ringteile infolge der Schwere sich im Kolben bald so lagerten, daß die Spalten sich bis auf den jeweils oberen schlossen., so daß dieser entsprechend weit klaffte und wiederum Dampfundichtheit entstand. Der Verschleiß selbst wurde durch die Neuanordnung in keiner Weise vermindert, weil die übliche Ölschinlerung aus dem angegebenen Grunde versagen mußte.Piston ring The self-tightening and the tightened piston rings of the So far, piston engines have generally been made up of one piece and overlapped or cut open at an angle. The building material is usually chosen to be less hard than the cylinder building material primarily to relocate the wear and tear to the easily replaceable piston rings. As long as steam engines do not use superheated or extremely superheated steam for operation Used is the usual lubrication by introducing oil with the steam in the cylinder enough to wear even the piston rings on a bearable basis Dimensions. Fails with superheated and especially highly superheated steam this oil lubrication, however, is on a roll, because the oil no longer has the opportunity to on condensate droplets inside half of the cylinder and thus on. the walls knock down. It occurs almost unused with: the den. Cylinder leaving Steam off. Direct lubrication of the rubbing surfaces is also required, apart from: the greater oil consumption, unreliable. As a result, the piston rings wear out at H @ cissdampfmaschine; n an extraordinarily large one. As a result, the Annular gaps soon widen so much that they become vapor-permeable, and that the rings usually. break across from the gap. You therefore have multi-part, spring-loaded rings brought into use: their ends also cut at an angle or were overlapped. It turned out, however, that the ring parts due to the gravity soon settled in the flask in such a way that the crevices extend to the upper one closed., so that this gaped accordingly and again steam leakage originated. The rearrangement did not reduce the wear and tear itself in any way, because the usual oil lining had to fail for the reason given.

Die Erfindung erstrebt nun die Beseitigung der genannten Übelstände zunkchst dadurch, daß die Kolbenringe bildende Ringsegmente irr Kolbenkörper radial federnd und in der Umfangsrichtung versetzt und urverschiebbar zueinander gelagert sind. Diese Ringsebamente gewähren großen Widerstand gegen Bruch, und ihre urverschiebbare Anordnung zueinander in der Richtung des Umfangs gewährleistet stets eine gleichbleibende Spaltdeckung, so daß auch die Dampfdichtheit gesichert ist. Die Verwendung von RSngsegrnenten und ihre neuartige Anordnung ermöglichen aber gleichzeitig die Benutzung von Kohle und Kohlegem:schen als Baustoff für die Rings:egm:ente. Dadurch wird der Verschleiß trotz ungenügender Schmlerung und ohne Ölschmierung auf ein Mindestmaß gebracht, weil die Kohlleringsegmente bekanntlich keiner besonderen Schmierung -bedürfen, und da bei Dampf als Betriebsmittel freier Sauerstoff in nennenswertem Maße fehlt, so besteht auch nicht die Gefahr des Verglühens der Kohleringsegmiente, wie sie bei der Verwendung solcher bei: Ver-. brennungskraftmaschinen vorhanden ist. Kohleringsegmente gemäß der Erfindung haben infolgedessen auch bei Heißdampfmaschinen, die mit hoch überhitztem Dampf arbeiten, große Lebensdauer. Außerdem hat man, wie bei Dampfturbinen, den Vorteil ölfreien Dampfes.The invention now seeks to eliminate the abovementioned deficiencies First, in that the ring segments forming the piston rings are radially positioned in the piston body mounted resiliently and offset in the circumferential direction and originally displaceable to one another are. These ring beads provide great resistance to breakage, and their primordial displaceable Arrangement to one another in the direction of the circumference always ensures a constant Gap cover, so that the vapor tightness is ensured. The use of RSngsegrnenten and their novel arrangement allow the use of coal at the same time and coal mixes as building material for the Rings: egm: duck. This will reduce the wear and tear reduced to a minimum despite insufficient lubrication and without oil lubrication, because, as is well known, the carbon ring segments do not require any special lubrication, and since steam as the operating medium lacks free oxygen to a significant extent, there is also no danger of the carbon ring segments burning up like them when using such at: Ver. internal combustion engines is present. Carbon ring segments according to of the invention have consequently also with superheated steam machines with highly overheated Steam work, long service life. In addition, as with steam turbines, the Advantage of oil-free steam.

In -der Zeichnung sind zwei Ausführungsformender Erfindung dargestellt, bei welcher zwischen dem. Ringsegmenten und ihrem Spannringe sein geteilter Ring mit zwischen die zusammenstoßenden. Segxrnente greifenden, radialen Vorsprüngen angeordnet ist, um die Lage der Ringsegmente zueinander zu sichern.In the drawing, two embodiments of the invention are shown, at which between the. Ring segments and their clamping rings his split ring with between the colliding. Segxrnente gripping, radial projections is arranged to secure the position of the ring segments to one another.

Abb. i zeigt eine Draufsicht auf die Kolbenringe, Abb.2 einen Querschnitt. Abb. 3 ist eine Ansicht und Abb.4 ein Längsschnitt der Abwicklung des geteilten Ringes mit den zwischen die Ringsebom,eute greifendem. Vorspriingen, und: Abb. 5 schließlich zeigt eine andere Ausführungsfnrnn in Draufsicht.Fig. I shows a top view of the piston rings, Fig. 2 shows a cross section. Fig. 3 is a view and Fig.4 is a longitudinal section of the development of the split Ring with the between the ring bom, ud gripping. Projection, and: Fig. 5 finally shows another embodiment in plan view.

Der Kolbenkörper kann. ein- oder mehrteilig sein; immer lassen sich der Spannring, der Haltering und die Ringsegrn@ente leicht-und bequem einbringen. Die Ringsegmente a, deren Länge je .nach der Bi;egangsfestigkeit des verwendeten Baustoffes gewählt wird, bestehen aus Gußeisen, Metall., Kohle. oder einem für Dichtungsringe geeigneten kohle-,oder graphithaltigen Gemisch, wie .solche beispielsweise für Stopfbüchsen für Heißdampf und hohen Druck bekannt sind. Die Ringsegmente sind in der Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet und gegen Verschiebung zueinander festgelegt. Letzteres geschieht durch einen Ring b mit radialen Vorsprüngen C, die zwischen die zusammenstoßenden Enden der R;ngsegmiente a greifen. Die radialen Vorsprünge o, die, wie Abb. 3 zeigt, entsprechend versetzt zueinän.der angeordnet sind, können mit dem Ringe aus einem Stück bestehen, indem sie, wie in der Zeichnung dargestellt, aus diesem ausgestanzt und umgebogen. sind. Sie können. aber auch aus besonderen Streifen. bestehen und aufgenietet, aufgeschweißt oder aufgelötet oder sonstwie mit dem Ringe b verbunden sein.The piston body can. be one or more parts; always let yourself the clamping ring, the retaining ring and the ring ring can be inserted easily and conveniently. The ring segments a, the length of which depends on the ultimate strength of the used Building material chosen consist of cast iron, metal., Coal. or one for sealing rings suitable mixture containing carbon or graphite, such as those for stuffing boxes, for example are known for superheated steam and high pressure. The ring segments are in the circumferential direction arranged offset to one another and set against displacement to one another. The latter happens through a ring b with radial projections C, which between the butting Grab the ends of the circular segments a. The radial projections o, which, as Fig. 3 shows, are arranged offset to one another, can with the rings from one Pieces are made by punching them out of this, as shown in the drawing and bent. are. You can. but also from special strips. exist and riveted, welded or soldered on or otherwise connected to the ring b be.

Um die Ringsegmente auch gegen Herausfallen in radialer Richtung zu sichern und gegebenenfalls zum leichteren und bequemeren Einsetzen in den Kolbenkörper auf dem Haltering festzuhalten, können an diesem noch seitliche Krampen oder Klammern f angebracht sein, die mit gegen die Ringsegmente gerichteten Vorsprüngen g in seitliche Nuten h der Ringsegmente ;eingreifen. Auch diese Krampen oder Klammern können i it dem Haltering b aus einem Stück beni: stehen. Es können solche Krampen oder 1Canzmern, wie in der Zeichnung, auch zwischen den Ringsegmentscharen angeordnet sein und dann gegebenenfalls zum beiderseitigen Eingriff in die benachbarten Ri'gsegmente 1'-förmigen Querschnitt erhalten.In order to secure the ring segments against falling out in the radial direction and, if necessary, to hold them firmly on the retaining ring for easier and more convenient insertion into the piston body, lateral staples or brackets f can be attached to the retaining ring, with projections g directed against the ring segments in side grooves h of the ring segments; engage. These cramps or brackets can also be made of one piece with the retaining ring b. Such staples or 1Canzmern, as in the drawing, can also be arranged between the ring segment shares and then possibly have a 1 '-shaped cross section for mutual engagement in the adjacent belt segments.

Treten, wie in der Zeichnung, die radialen Teile der Klammern Moder Krampen f in entsprechende seitliche Ausnehmungen@oder Rück sprünge i. der Ringsegmente, so bilden sie gleichzeitig eine Sicherung gegen die Verschiebung der Ringsegmente in der Umfanggrichtung, und die radialen Quervorsprünge c können unter Umständen wegfallen.Enter, as in the drawing, the radial parts of the brackets moder Staples f in corresponding lateral recesses @ or back jumps i. the ring segments, so they also form a safeguard against the displacement of the ring segments in the circumferential direction, and the radial transverse projections c can under certain circumstances fall away.

In Abb. i ist als Spannfeder für das, radiale Nachaußendrängen der Ringsreginente eine einfache Spannfeder id angenommen, deren Spannung gegebenenfalls in. bekannter Weise regelbar sein kann, während Abb. 5 beispielsweise als Spannfeder eine Wellenfeder w zeigt: Es kann. aber auch jede andere bekannte Vorrichtung zum nachgiebigen radialen Auswärtsdrängen der Ringsegmente benutzt werden.. Wesentlich ist nur, daß sie das Anpressen der Ringsegmente an die Zylinderwandung möglichst gleichmäßig bewirkt.In Fig. I, the tension spring for the radial outward pushing is the Ring regenten a simple tension spring id assumed, whose tension if necessary Can be regulated in a known manner, while Fig. 5, for example, as a tension spring a wave spring w shows: It can. but also any other known device for resilient radial outward thrusts of the ring segments are used .. Essential is only that they press the ring segments against the cylinder wall as possible evenly effected.

In, der Zeichnung sind zwei Scharen von Ringsegmenten nebeneinander angeordnet. Es können aber @ebensogut mehr als zwei Scharen. von Ringsegmenten nebeneinander Anwendung finden. Die einander benachbarten Ringsegmente sind dann leb enfalls versetzt zueünander anzuordnen. Bei wenig überhitztem Dampf, bei welchem eine genügende Ölschmierung in. der üblichem. Weise noch möglich ist, können die Ringsegmente aus Gußeisen oder Metall bestehen, wie bisher. - Sie werden, dann aus einem außen entsprechend dem Zylinderdurchmess;er gedrehten Ringe durch - radiale Schnitte hergestellt. -Die- Kohleringsegmente werden in bekannter Weise aus Kohle oder einer Kohlenäschung in der richtigen, dem Zyhnderdurchm#--ss!er entsprechenden Form gepreßt, und nach Einbringen und Einspannen in den Kolben können sie umfänglich dem @Zylinderdurchmessier @entsprechend abgedreht oder abgeschliffen. werden.In, the drawing shows two sets of ring segments next to each other arranged. But it can @ just as well more than two flocks. of ring segments side by side Find application. The ring segments that are adjacent to one another are then shifted if necessary to be arranged one above the other. With slightly superheated steam, where there is sufficient oil lubrication in. the usual. Way is still possible, the ring segments can be made of cast iron or Metal exist as before. - You will, then, from an outside according to that Cylinder diameter; he turned rings made by - radial cuts. -The- Carbon ring segments are made from coal or a coal ash in a known manner the correct shape, corresponding to the cylinder diameter, and after insertion and clamping in the piston, they can extensively correspond to the cylinder diameter turned off or sanded off. will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Piston ring, thereby geke = eichnet that by several layers lying next to one another in the axial direction of radially resilient and mutually immovable. Ring segments (a), the joints between the ring segments (a) in the individual bearings being offset from one another. z. Mach claim 1, characterized in that the ring segments (a) consist of carbon or a mixture containing carbon or graphite. . 3. Piston ring according to claim i and a, characterized in that: that between the. Ring segments (a) and its tensioning device (d) holding ring (b) slotted into the joints of the Ringseg. elements (a) gripping, radial projections (c) is arranged. 4. Piston ring according to Anspruc11 i to 3, characterized in that the retaining ring (b) engages with brackets (f, g) in on the upper and lower surfaces of the Ringseg-Mente (a) arranged grooves (h) to prevent falling out to prevent the ring segments (a). 5. Piston ring according to claim 4, characterized in that the brackets (f, g) are arranged in. The joints between the ring segments (a).