Die Erfindung betrifft einen Packungsring mit zumindest drei Ringsegmenten mit jeweils einem ersten Segmentende und einem zweiten Segmentende in Umfangsrichtung, wobei eine erste Tangentialkontaktfläche des ersten Segmentendes eines Ringsegments an einer zweiten Tangentialkontaktfläche des zweiten Segmentendes eines in Umfangsrichtung daran anschließenden Ringsegments anliegt, um eine radiale Abdichtung des Packungsrings zu erzeugen und eine, einem ersten axialen Ringende des Packungsrings zugewandte erste Axialkontaktfläche des ersten Segmentendes eines Ringsegments an einer, einem zweiten axialen Ringende des Packungsrings zugewandten zweiten Axial kontaktfläche des zweiten Segmentendes eines in Umfangsrichtung daran anschließenden Ringsegments anliegt, um eine axiale Abdichtung des Packungsrings zu erzeugen. Weiters betrifft die Erfindung eine Abdichtungsvorrichtung zur Abdichtung einer translatorisch oszillierenden Kolbenstange mit einem Gehäuse, in dem eine Anzahl von axial hintereinander angeordneten Packungsringen vorgesehen ist sowie einen Kolbenkompressor mit einem Kompressorgehäuse und zumindest einem daran angeordneten Zylindergehäuse, in dem ein Kolben translatorisch oszilliert.

Kolbenkompressoren in Kreuzkopf-Bauweise, vor allem in doppeltwirkender Bauweise, erfordern eine Abdichtung des kurbelseitigen Kompressionsraumes im Zylinder, in dem der zeitlich veränderliche (hohe) Zylinderdruck herrscht, entlang der oszillierenden

Kolbenstange. Diese Abdichtung erfolgt in der Regel gegen den im Kurbelkasten

herrschenden (niedrigen) Druck, der im Wesentlichen dem Umgebungsdruck entspricht. Die Dichtelemente, die in einer solchen Abdichtung zum Einsatz kommen, werden

Packungsringe genannt und sind in einer sogenannten Druckpackung angeordnet. Die Dichtelemente können dabei Lateralbewegungen der Kolbenstange zu einem gewissen Grad folgen, ohne ihre Dichtwirkung zu verlieren. Zur Erhöhung der Lebensdauer und

Zuverlässigkeit einer Druckpackung werden in einer Druckpackung üblicherweise mehrere solcher Packungsringe axial in Serie geschaltet. Solche Druckpackungen bzw. Abdichtungen sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichsten Ausgestaltungen hinlänglich bekannt, z.B. aus der GB 928 749 A, der US 1 008 655 A oder der EP 2 056 003 A1.

Aufgrund der Relativbewegung zwischen Kolbenstange und Packungsringen unterliegen die Packungsringe an den Kontaktflächen zur Kolbenstange einem gewissen Verschleiß. Dieser Ringverschleiß erfordert in der Regel geschnittene Ringformen, die ein selbsttätiges kontinuierliches Nachstellen des Ringes bei Materialabtrag an der Kontaktfläche

Ring/Kolbenstange ermöglichen. Meist werden dazu radial und tangential geschnittene Ringe verwendet, welche paarweise in Packungskammern der Druckpackung eingesetzt werden, um die auftretenden Stoßspalte zur Verschleißkompensation gegenseitig abzudecken. Solche radial/tangential geschnittenen Ringkombinationen sind

einfachwirkende Dichtungen, welche nur in Richtung des Kreuzkopfes abdichten, während im Laufe der kurbelseitigen Reexpansionsphase des Kolbenkompressors die radialen Schnitte sicherstellen, dass kein höherer Druck in der Packung eingeschlossen werden kann. Bei geschnittenen Ringformen kommen bekanntermaßen üblicherweise über den Außenumfang gewickelte Schlauchfedern zum Einsatz, welche die Packungsringe auch im drucklosen Zustand an die Kolbenstange pressen.

Speziell bei höheren Drücken kann bei herkömmlichen Anordnungen auch eine

nennenswerte Extrusion der Packungsringe in den zwischen Kolbenstange und

Packungsgehäuse bzw. Kammerscheibe gebildeten Spalt auftreten. Zur weitmöglichsten Vermeidung dieser Extrusion können zwischen dem Ring auf der niedrigen Druckseite und der Kammerscheibe zusätzliche metallische, die Kolbenstange nicht flächig berührende Stützringe verwendet werden, wie z.B. in der US 3 305 241 A offenbart.

Bei einer Kombination eines radial und eines tangential geschnittenen Packungsringes erfolgt die Abdichtung zur Kolbenstange hin im Wesentlichen nur durch den tangential geschnittenen Packungsring, dessen Ringsegmente sich durch die tangentiale

Schnittführung bei Verschleiß zusammenschieben können und somit die Dichtwirkung beibehalten. Der radial geschnittene Packungsring dient im Wesentlichen nur dazu, die Verschleißspalte des tangentialen Packungsringes in axialer und radialer Richtung abzudichten. Der radiale Packungsring verschleißt nur so weit bis die Ringsegmente in Umfangsrichtung aneinander liegen. Die radial und tangential geschnittenen Packungsringe verschleißen somit unterschiedlich. Um zu verhindern, dass sich der radial und der tangential geschnittene Packungsring relativ zueinander verdrehen, was dazu führen kann, dass die Verschleißspalten des tangential geschnittenen Packungsringes nicht mehr abgedeckt sind und folglich die Dichtwirkung verloren gehen würde, muss zwischen den Ringen eine

Verdrehsicherung vorgesehen sein. Eine solche Verdrehsicherung ist in der Regel als Stift ausgeführt, der in zugeordneten Ausnehmungen im radial und tangential geschnittenen Packungsring steckt. In der EP 2 056 003 A1 wurde deshalb schon vorgeschlagen, keine Packungsringkombination aus einem radial und tangential geschnittenen Packungsring vorzusehen, sondern nur einen einzigen Packungsring, der sowohl radial als auch tangential geschnitten ist. Dadurch kann die axiale Baulänge einer Druckpackung und folglich der gesamten Abdichtung reduziert werden.

Mit steigenden Kompressionsdrücken des Kompressors steigt auch die Beanspruchung der Packungsringe und damit auch deren Verschleiß. Eine bekannte Methode um die Belastung eines segmentierten Packungsrings zu reduzieren ist es, einen Druckausgleich vorzusehen, wie z.B. in der EP 2 056 003 A1 gezeigt ist. Dabei wird gezielt der anliegende höhere Druck über eine oder mehrere sich in Umfangrichtung erstreckende Druckausgleichsnuten in die dynamische Dichtfläche (radial zwischen Packungsring und Kolbenstange) und axial näher in Richtung der druckabgewandten Seite (kurbelgehäuseseitig) gebracht. Dadurch reduziert sich die Flächenpressung in der dynamischen Dichtfläche, die Reibleistung sinkt und die Lebensdauer steigt. Nachteilig dabei ist aber, dass sich dieses Prinzip des Druckausgleichs nur bis zu einem gewissen Grad steigern lässt, da durch die Druckausgleichsnut(en) die axial verbleibende Restwandstärke am Packungsring nicht mehr ausreichend stabil ist und es aufgrund der anliegenden Drücke zu Deformationen und folglich zu Leckagen kommen kann. Ein weiterer Nachteil hochgradig druckausgeglichener Packungsringe ist es, dass die Ringe mit nur noch geringer Restkraft radial an die Kolbenstange angepresst werden. Da die Kolbenstange neben der translatorisch oszillierenden Bewegung in der Regel auch einer gewissen lateralen Bewegung unterliegt, können Reibkräfte an der axialen Anlagefläche des Packungsrings die radiale Bewegung des Rings verhindern oder zumindest verzögern, sodass es zum Abheben des Ringes von der Kolbenstange und damit einhergehenden Leckagen kommen kann.

US 3,305,241 offenbart einen dreiteiligen tangential geschnittenen Packungsring, wobei an jedem Ringsegment zwei radiale Bohrungen zentral zwischen den beiden Stirnflächen vorgesehen sind. Die Bohrungen münden in eine Umfangsnut an der Innenumfangsfläche. Für die axiale Abdichtung ist ein separater Deckring erforderlich. An den Stirnflächen sind Nuten angeordnet, um die axiale Anpressung zu reduzieren. DE 699 35 834 T2 offenbart keinen Packungsring einer translatorisch oszillierenden Kolbenstange, sondern einen Dichtring für rotierende Wellen. Der Ring weist vier Segmente auf, wobei an jedem Segment drei radiale Bohrungen angeordnet sind, welche in eine innere Umfangsnut münden. An den axialen Stirnflächen sind Nuten vorgesehen, um die Druckbelastung des Segments gegen ein Gehäuse zu verringern.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, einen Packungsring und eine

Abdichtungsvorrichtung anzugeben, die die Nachteile des Stands der Technik beseitigen. Insbesondere soll der Packungsring möglichst einfach und kompakt aufgebaut sein, eine höhere Lebensdauer ermöglichen sowie flexibel an unterschiedliche Einsatzbedingungen angepasst werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass an zumindest einem Ringsegment zumindest eine Verschleißöffnung vorgesehen ist, die sich von einer radial außenliegenden

Außenumfangsfläche und/oder dem zweiten axialen Ringende des Ringsegments in

Richtung der radial innenliegenden Innenumfangsfläche des Ringsegments erstreckt, wobei ein der Innenumfangsfläche zugewandtes radial inneres Verschleißöffnungsende der zumindest einen Verschleißöffnung in einem Abstand in radialer Richtung des Ringsegments von der radial innenliegenden Innenumfangsfläche des Ringsegments beabstandet ist, der höchstens 40% einer, sich zwischen der außenliegenden Außenumfangsfläche und der radial innenliegenden Innenumfangsfläche des Ringsegments erstreckenden radialen Ringhöhe beträgt, wobei das Verschleißöffnungsende zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ringende liegt und vom ersten und zweiten axialen Ringende beabstandet ist. Dadurch kann ab einem bestimmten Verschleißzustand, bei dem die Verschleißöffnung an der radial innenliegenden Innenumfangsfläche des Packungsrings freigelegt wird, ein Druckausgleich zwischen einem an der Außenumfangsfläche und dem zweiten axialen Ringende anliegenden hohen Druck und einem am ersten axialen Ringende anliegenden relativ dazu niedrigeren Druck ermöglicht werden. Dadurch wird der Anpressdruck an die Kolbenstange verringert, wodurch der Verschleiß reduziert werden kann.

Es ist vorteilhaft, wenn zumindest ein, der radial innenliegende Innenumfangsfläche zugewandter Endabschnitt zumindest einer Verschleißöffnung in Richtung des ersten axialen Ringendes geneigt ist. Dadurch kann das Druckausgleichsverhalten ab dem Freilegen der Verschleißöffnung an der radial innenliegenden Innenumfangsfläche des Packungsrings an den fortschreitenden radialen Verschleiß des Packungsrings angepasst werden,

insbesondere erhöht werden.

Vorteilhafterweise weist zumindest eine Verschleißöffnung einen geraden Verlauf und einen konstanten kreisrunden Querschnitt mit einem Verschleißöffnungsdurchmesser auf, der 2- 60%, vorzugsweise 2-40% der axialen Ringbreite des Packungsrings beträgt. Dadurch können die Verschleißöffnungen einfach hergestellt werden, beispielsweise durch Bohren oder Fräsen, wobei sich die Dimensionen als vorteilhaft erwiesen haben, um einen möglichst guten Druckausgleich zu erreichen.

Vorzugsweise ist eine, dem ersten axialen Ringende zugewandte Begrenzung zumindest einer Verschleißöffnung in einem Verschleißöffnungsaxialabstand in axialer Richtung vom ersten axialen Ringende beabstandet, der 2% bis 20% der axialen Ringbreite beträgt, vorzugsweise 2-15%. Dadurch kann der Druckausgleich verbessert werden, ohne die Stabilität des Packungsrings unzulässig zu verringern.

Vorzugsweise ist an zumindest einem Ringsegment zumindest eine Entlastungsöffnung vorgesehen, die sich von der radial innenliegenden Innenumfangsfläche des Ringsegments bis zur radial außenliegenden Außenumfangsfläche und/oder bis zum zweiten axialen Ringende des Ringsegments erstreckt. Dadurch wird ein Druckausgleich zwischen einem an der Außenumfangsfläche und dem zweiten axialen Ringende anliegenden hohen Druck und einem am ersten axialen Ringende anliegenden relativ dazu niedrigeren Druck ermöglicht, wodurch der Verschleiß verringert werden kann.

Vorteilhafterweise ist ein in die radial innenliegende Innenumfangsfläche des Ringsegments mündendes erstes Entlastungsöffnungsende zumindest einer Entlastungsöffnung in einem Entlastungsöffnungsaxialabstand vom ersten axialen Ringende beabstandet angeordnet, der 4% bis 40% der axialen Ringbreite des Ringsegments beträgt, vorzugsweise 4-20%.

Dadurch kann der Druckausgleich in axialer Richtung möglichst nahe an die

Niederdruckseite herangeführt werden, ohne den Packungsring unzulässig zu schwächen.

Vorzugsweise weist die zumindest eine Entlastungsöffnung zumindest am

Entlastungsöffnungsende eine Entlastungsöffnungslänge in Umfangsrichtung auf, die 2- 100% der axialen Ringbreite des Packungsrings beträgt, vorzugsweise 2-50%, insbesondere maximal 25% der axialen Ringbreite. Dadurch kann beispielsweise eine sich über einen relativ kleinen Bereich in Umfangsrichtung erstreckende nutförmige Ausnehmung an der Innenumfangsfläche vorgesehen werden.

Vorzugsweise sind an zumindest einem Ringsegment zumindest zwei Entlastungsöffnungen vorgesehen, wobei die Entlastungsöffnungen jeweils ein in die radial innenliegende

Innenumfangsfläche des Ringsegments mündendes erstes Entlastungsöffnungsende aufweisen, wobei die ersten Entlastungsöffnungsenden zweier in Umfangsrichtung nebeneinander angeordneter Entlastungsöffnungen in einem

Entlastungsöffnungsumfangsabstand voneinander beabstandet angeordnet sind, der vorzugsweise 1mm bis 15mm beträgt, wobei der Entlastungsöffnungsumfangsabstand zwischen allen Entlastungsöffnungen eines Ringsegments vorzugsweise gleich groß ist. Dadurch kann der Druckausgleich verbessert werden, insbesondere in Umfangsrichtung gleichmäßiger erfolgen.

Vorzugsweise ist zumindest ein, an die radial innenliegende Innenumfangsfläche des Packungsrings angrenzender Abschnitt zumindest einer Entlastungsöffnung in Richtung des ersten axialen Ringendes geneigt oder gekrümmt. Dadurch kann der Druckausgleich an den radialen Verschleiß des Packungsrings angepasst werden, insbesondere erhöht werden.

Vorteilhafterweise ist zumindest eine Entlastungsöffnung vorgesehen, deren in die radial innenliegende Innenumfangsfläche des Packungsrings mündendes erstes

Entlastungsöffnungsende von einem, in die radial außenliegende Außenumfangsfläche des Packungsrings mündenden zweiten Entlastungsöffnungsende der Entlastungsöffnung in Umfangsrichtung beabstandet ist. Dadurch kann beispielsweise an der innenliegenden Innenumfangsfläche im Bereich des ersten Segmentendes eine Entlastungsbohrung vorgesehen werden, die sich schräg von der innenliegenden Innenumfangsfläche bis zur außenliegende Außenumfangsfläche des Packungsrings erstreckt.

Vorzugsweise weist die zumindest eine Entlastungsöffnung zumindest am

Entlastungsöffnungsende eine axiale Entlastungsöffnungsbreite auf, die 2-30%,

vorzugsweise 2-20% der axialen Ringbreite des Packungsrings beträgt. Vorzugsweise weist die Entlastungsöffnung einen geraden Verlauf und einen konstanten kreisrunden Querschnitt mit einem Entlastungsöffnungsdurchmesser auf, der 2-30%, vorzugsweise 2-20% der axialen Ringbreite des Packungsrings beträgt. Dadurch können die Entlastungsöffnungen einfach hergestellt werden, beispielsweise durch Bohren oder Fräsen, wobei sich die Dimensionen als vorteilhaft erwiesen haben, um einen möglichst guten Druckausgleich zu erreichen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist an zumindest einem Ringsegment zumindest eine Ausgleichsausnehmung vorgesehen, die sich von der radial außenliegenden Außenumfangsfläche des Ringsegments in Richtung der radial innenliegenden

Innenumfangsfläche des Ringsegments erstreckt und vom ersten axialen Ringende in Richtung des zweiten axialen Ringendes erstreckt, wobei vorzugsweise zumindest eine Ausgleichsausnehmung je Ringsegment vorgesehen ist. Dadurch kann der axiale

Anpressdruck an eine Wandung und dadurch die Reibung in radialer Richtung reduziert werden, wodurch der Packungsring lateralen Bewegungen einer Kolbenstange besser folgen kann.

Es ist weiters vorteilhaft, wenn an der radial innenliegenden Innenumfangsfläche zumindest eines Ringsegments zumindest eine Anlaufausnehmung vorgesehen ist, die sich in axialer Richtung des Ringsegments vom zweiten axialen Ringende in Richtung des ersten axialen Ringendes erstreckt und in radialer Richtung des Ringsegments von der radial

innenliegenden Innenumfangsfläche des Ringsegments in Richtung der radial

außenliegenden Außenumfangsfläche des Ringsegments erstreckt, wobei die

Anlaufausnehmung eine radiale Anlaufausnehmungstiefe von maximal 3% der Ringhöhe aufweist. Dadurch kann an der, von der Anlaufausnehmung nicht umfassten radial innenliegenden Innenumfangsfläche des Packungsrings während der Hochlaufphase eines Kompressors eine erhöhte Flächenpressung erzeugt werden, was insbesondere bei stark druckausgeglichenen Packungsringen vorteilhaft ist, um die Leckage während des Hochlaufs zu reduzieren.

Es ist vorteilhaft, wenn an der radial außenliegenden Außenumfangsfläche zumindest eines Ringsegments, vorzugsweise jedes Ringsegments zumindest eine Axialnut vorgesehen ist, die sich vom ersten axialen Ringende bis zum zweiten axialen Ringende erstreckt. Dadurch kann die Struktursteifigkeit des Ringsegments und folglich des Packungsrings verbessert werden.

Die Aufgabe wird weiters mit einer Abdichtungsvorrichtung gelöst, wobei zumindest ein erfindungsgemäßer Packungsring in der Abdichtungsvorrichtung vorgesehen ist, sowie mit einem Kolbenkompressor, wobei im Kompressorgehäuse zumindest ein erfindungsgemäßer Packungsring vorgesehen ist. Die gegenständliche Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 8d näher erläutert, die beispielhaft, schematisch und nicht einschränkend vorteilhafte

Ausgestaltungen der Erfindung zeigen. Dabei zeigt

Fig.1 eine Abdichtungseinrichtung für eine Kolbenstange,

Fig.2 ein Packungsring in einer isometrischen Ansicht,

Fig.3a und 3b einen Packungsring bzw. ein Ringsegment in einer Draufsicht auf das erste axiale Ringende,

Fig.4a und 4b einen Packungsring bzw. ein Ringsegment in einer Draufsicht auf das zweite axiale Ringende,

Fig.5a und 5b Druckverhältnisse an einem Packungsring,

Fig.6 eine Packungsring in einer Draufsicht auf die Außenumfangsfläche und

Schnittdarstellungen an verschiedenen Positionen des Packungsrings,

Fig.7a-7d jeweils ein Ringsegment des Packungsrings mit unterschiedlichen

Ausgestaltungen von Ausgleichsausnehmungen,

Fig.8a-8d ein Ringsegment des Packungsrings mit einem Anlaufabschnitt in verschiedenen Ansichten.

In Fig.1 ist eine im Stand der Technik bekannte Abdichtungsvorrichtung 1 (Druckpackung) für eine translatorisch oszillierende Kolbenstange 2 dargestellt, beispielsweise eines (nicht dargestellten) hinlänglich bekannten Kolbenkompressors mit Kreuzkopf. Die Kolbenstange 2 führt im Wesentlichen eine translatorisch oszillierende Bewegung aus, wie durch den Doppelpfeil symbolisiert ist. Die translatorische Bewegung resultiert aus der bekannten Kreuzkopf-Bauweise von Kolbenmaschinen, die insbesondere bei großen, relativ langsam laufenden Kolbenmaschinen zum Einsatz kommt, beispielsweise bei Gas-Kompressoren oder Groß-Dieselmotoren. Dabei werden Seitenkräfte der Schubstange an einem

sogenannten Kreuzkopf-Gelenk abgestützt, das im Kurbelgehäuse gelagert angeordnet ist. Der Kolben, der mit einer Kolbenstange am Kreuzkopf befestigt ist, führt dadurch nur noch eine im Wesentlichen translatorische Bewegung aus. Das Konzept des Kreuzkopfs ist grundsätzlich bekannt, weshalb an dieser Stelle nicht näher darauf eingegangen wird. Unter reiner translatorischer Bewegung ist hier allerdings zu verstehen, dass die Kolbenstange 2 auch geringen lateralen Bewegungen unterworfen sein kann.

Die Abdichtungseinrichtung 1 ist im montierten Zustand im Kolbenkompressor so angeordnet, dass ein erstes axiales Abdichtungsende AE1 in axialer Richtung dem in einem Zylinder angeordneten Kolben des Kolbenkompressors (nicht dargestellt) zugewandt ist. Ein gegenüberliegendes zweites axiales Abdichtungsende AE2 der Abdichtungsvorrichtung 1 ist dem Kurbelgehäuse des Kolbenkompressors zugewandt. Die Abdichtungsvorrichtung 1 dient damit zur Abdichtung eines hohen Drucks P _H am ersten Abdichtungsende AE1 (im Zylinder) gegenüber einem relativ dazu niedrigeren Druck P _N am zweiten Abdichtungsende AE2 (im Kurbelgehäuse), der im Wesentlichen dem Umgebungsdruck entspricht oder geringfügig höher sein kann. Eine möglichst gute Dichtwirkung zu erzielen ist wichtig, um zu

gewährleisten, dass möglichst wenig komprimiertes Medium aus dem Zylinder in das Kurbelgehäuse und von dort unter Umständen in die Umgebung austreten kann.

Insbesondere bei Gas-Kompressoren, bei denen beispielsweise Erdgas komprimiert wird, ist dies sehr wichtig, um zu vermeiden, dass ein brennbares Gemisch aus Gas und Luft außerhalb des Kompressors gebildet wird, das unter Umständen zu einer Flamme oder einer Explosion führen könnte. Zudem ist eine möglichst gute Abdichtung aus Sicherheitsgründen erforderlich, um keine Menschen in der Umgebung des Kompressors zu gefährden.

Zusätzlich ist eine möglichst gute Abdichtung vorteilhaft, um die Liefermenge und folglich den Wirkungsgrad des Kompressors zu erhöhen.

Die Abdichtungsvorrichtung 1 weist in der Regel ein im Wesentlichen zylinderförmiges Gehäuse 3 auf, dass beispielsweise aus einer Anzahl i von axial hintereinander

angeordneten Gehäusesegmenten 3i (auch Kammerscheiben genannt) zusammengebaut sein kann. Im dargestellten Beispiel weist die Abdichtungsvorrichtung 1 eine Mehrzahl von der Kurbelstange 2 zugewandten Kammern 4auf, die hier durch Ausnehmungen in den Gehäusesegmenten 3i ausgebildet sind. In den Kammern 4sind jeweils ein oder mehrere Packungsringe 7a-7c in verschiedenen Ausführungsformen angeordnet, z.B. die eingangs genannte Kombination aus einem radial geschnittenen Packungsring und einem tangential geschnittenen Packungsring oder, so wie dargestellt, einen kombinierten radial/tangential geschnittenen Packungsring 7b. Axial an die Packungsringe 7a-c anschließend kann zur Vermeidung einer Extrusion der Packungsringe 7a-c jeweils noch ein Stützring 8 vorgesehen sein, der z.B. aus einem geeigneten Metall hergestellt ist. Die dargestellte

Abdichtungsvorrichtung 1 weist beispielhaft drei verschiedene Typen von Packungsringen 7 auf, wobei als erster an den Zylinder angrenzender Packungsring 7a ein sogenannter Druckbrechring oder„pressure breaker“ vorgesehen ist, der dazu dient, die

Strömungsgeschwindigkeit des Gases zu reduzieren. In Richtung Kurbelgehäuse an den Packungsring 7a angrenzend sind zwei Packungsringe 7b, jeweils in einer Kammer 4b angeordnet. Die Packungsringe 7b sind hier herkömmliche kombinierte radial/tangential geschnittene Packungsringe. . Die axial daran anschließenden Packungsringe 7c sind jeweils in einer Kammer 4c angeordnet, und sind im dargestellten Beispiel durch eine Pufferkammer 4e von den Kammern 4b bzw. den darin angeordneten Packungsringen 7b getrennt. Die Packungsringe 7c bilden im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Dichtbarriere aus, wie beispielsweise in der EP 2 376 819 B1 oder EP 2 855 982 B1 beschrieben. Hierzu wird in die Kammern 4c ein unter Druck stehendes Dichtmedium, z.B. Dichtöl, über eine Zulaufleitung 9 zugeführt. Über eine Ablaufleitung 10 kann das

Dichtmedium für eine Umwälzung abgeführt werden. Durch das Dichtmedium werden die Packungsringe 7c von radial außen und axial mit einem Öldruck beaufschlagt und von diesem gegen die Kolbenstange 2 und axial auseinander gedrückt, um die Abdichtung zu erzeugen bzw. zu verbessern. Die Packungsringe 7b werden hingegen mittels am Umfang angeordneter Schlauchfedern 11 an der Kolbenstange 2 gehalten und im Betrieb durch eine Druckdifferenz gegen die Kolbenstange 2 gedrückt. Die Abdichtung durch eine Dichtbarriere mittels Packungsringen 7c ist allerdings ist aber nur der Vollständigkeit halber dargestellt und spielt für die Erfindung keine Rolle.

Am zweiten axialen Abdichtungsende AE2 der Abdichtungsvorrichtung 1 sind anschließend an die Packungsringe 7b zwei Abstreifringe 13 angeordnet, die dazu vorgesehen sind, an der Kolbenstange 2 haftendes Dichtmedium abzustreifen und zu sammeln. Die Abstreifringe 13 streifen das Dichtmedium ab und führen es nach radial außen in eine Kammer 4d ab. Von der Kammer 4d wird das Dichtmedium mittels einer Sammelleitung 12 abgeführt, danach beispielsweise gefiltert, in einem Vorratsbehälter gesammelt und erneut den Packungsringen 7b zugeführt.

Die Abdichtungsvorrichtung 1 in Fig.1 ist natürlich nur beispielhaft und kann beliebig anders ausgeführt sein, insbesondere mit anderen Anordnungen von Packungsringen 7a-c und/oder Abstreifringen 13. Beispielsweise könnte auf die Gehäusesegmente 3i zur Ausbildung der Kammern 4c für die Abdichtung mittels Dichtbarriere und die Pufferkammer 4e auch gänzlich verzichtet werden und in der Abdichtungsvorrichtung 1 nur Gehäusesegmente 3i mit Kammern 4b für Packungsringe 7b und einer oder mehrerer Kammer/n 4d für Abstreifring/e 13 vorgesehen werden. Erfindungsgemäß ist in der Abdichtungsvorrichtung 1 zumindest ein nachfolgend beschriebener erfindungsgemäß ausgeführter Packungsring 14 angeordnet.

Der nachfolgend anhand der Fig.2-Fig.8d erläuterte erfindungsgemäße Packungsring 14 betrifft beispielsweise einen der dargestellten Packungsringe 7b in Fig.1. Natürlich ist die gezeigte Abdichtungsvorrichtung 1 aber nur beispielhaft zu verstehen, um die Anwendung des erfindungsgemäßen Packungsrings 14 zu erläutern. Die Abdichtungsvorrichtung 1 könnte natürlich auch mehr oder weniger trockenlaufende Packungsringe 7a

(Druckbrechringe), Packungsringe 7b, mittels Dichtmedium beaufschlagte Packungsringe 7c und Abstreifringe 13 aufweisen, z.B. auch nur einen oder mehrere trockenlaufende

Packungsringe 7b, wobei zumindest ein erfindungsgemäßer Packungsring 14 vorgesehen ist. In Fig.2 ist ein Packungsring 14 in einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dargestellt. Der Packungsring 14 weist eine zentrale im Wesentlichen zylindrische Öffnung 15 auf, durch welche sich im montierten Zustand die translatorisch oszillierende Kolbenstange 2 (siehe Fig.1), beispielsweise eines Kolbenkompressors, erstreckt. Der Durchmesser der zylindrischen Öffnung 15, also der Innendurchmesser Di (siehe Fig. 3a) des Packungsrings 14 entspricht im Wesentlichen dem Durchmesser der Kolbenstange 2 bzw. passt sich im Betrieb auch bei Verschleiß daran an, wie noch näher erläutert wird. Der Packungsring 14 weist zumindest drei Ringsegmente 14a mit jeweils einem ersten Segmentende SE1 in Umfangsrichtung und einem zweiten Segmentende SE2 in Umfangsrichtung auf. Die drei Ringsegmente 14a sind vorzugsweise identisch ausgeführt und können in Umfangsrichtung aneinander angrenzend zusammengesetzt werden, um den Packungsring 14 auszubilden. Die Unterteilung des Packungsrings 14 in Ringsegmente 14a hat den Vorteil, dass der Packungsring 14 einfacher an der Kolbenstange 2 montiert werden kann und dass ein im Betrieb des Kompressors auftretender Verschleiß des Packungsrings 14 besser kompensiert werden kann. Insbesondere muss die Kolbenstange 2 nicht demontiert werden, um den Packungsring 14 um die Kolbenstange 2 herum anzuordnen.

Am ersten Segmentende SE1 eines Ringsegments 14a sind eine erste Tangentialkontaktfläche 19a und eine erste Axialkontaktfläche 16 vorgesehen (siehe auch Fig.3b), wobei die erste Axialkontaktfläche 16 dem ersten axialen Ringende RE1 zugewandt ist. Sowohl die erste Tangentialkontaktfläche 19a als auch die erste Axialkontaktfläche 16 sind vorzugsweise durch eine erste Verschleißbegrenzungsfläche 22 begrenzt. Im dargestellten Beispiel grenzen die erste Tangentialkontaktfläche 19a und die erste Axialkontaktfläche 16 direkt aneinander an und sind vorzugsweise in einem rechten Winkel zueinander angeordnet. Im einfachsten Fall kann am ersten Segmentende SE1 eine erste axiale Segmentausnehmung vorgesehen sein (siehe auch Fig.3b), die sich von einem ersten axialen Ringende RE1 des Packungsrings 14 teilweise in Richtung eines axial gegenüberliegenden zweiten axialen Ringendes RE2 erstreckt. Die Begrenzungsflächen der ersten axialen Segmentausnehmung bilden damit die erste Tangentialkontaktfläche 19a und die erste Axialkontaktfläche 16 aus sowie zusätzlich die erste Verschleißbegrenzungsfläche 22, deren Funktion nachfolgend noch im Detail erläutert wird.

Am zweiten Segmentende SE2 eines Ringsegments 14a ist eine zweite Tangentialkontaktfläche 19b vorgesehen, die an der ersten Tangential kontaktfläche 19a des ersten Segmentendes SE1 eines in Umfangrichtung daran anschließenden Ringsegments 14a anliegt, um eine radiale Abdichtung des Packungsrings 14 zu erzeugen. Zudem ist am zweiten Segmentende SE2 eines Ringsegments 14a eine zweite Axialkontaktfläche 17 vorgesehen (siehe auch Fig.4a+4b), die an der ersten Axialkontaktfläche 16 des ersten Segmentendes SE1 eines in Umfangsrichtung daran angrenzenden Ringsegments 14a anliegt, um eine axiale Abdichtung des Packungsrings 14 zu erzeugen. Die zweite Tangentialkontaktfläche 19b und die zweite Axialkontaktfläche 17 grenzen vorzugsweise aneinander an und sind vorteilhafterweise in einem rechten Winkel zueinander angeordnet. Im einfachsten Fall kann, so wie dargestellt, am zweiten Segmentende SE2 der Ringsegmente 14a eine zweite axiale Segmentausnehmung vorgesehen sein (siehe auch Fig.4b), die sich vom zweiten axialen Ringende RE2 des Packungsrings 14 teilweise axial in Richtung des gegenüberliegenden ersten axialen Ringendes RE1 erstreckt. Die axiale Begrenzung der zweiten axialen Segmentausnehmung bildet dabei die zweite

Axialkontaktfläche 17 aus und die Begrenzung in Umfangsrichtung bildet eine zweite Endfläche 29 aus. Die zweite axiale Segmentausnehmung bildet allerdings nicht die zweite Tangentialkontaktfläche 19b aus, diese wird beispielsweise dadurch gebildet, dass das Ringsegment 14a am zweiten Segmentende SE2 radial außen tangential abgeschnitten ist. An dieser Stelle sei jedoch angemerkt, dass der Begriff tangential in Zusammenhang mit der ersten und zweiten Tangentialkontaktfläche 19a, 19b nicht zwangsläufig tangential im streng mathematischen Sinn bedeutet. Das bedeutet, dass der Verlauf der

Tangentialkontaktflächen 19a, 19b nicht unbedingt eine Tangente einer Krümmung wie z.B. des Innendurchmessers Di oder Außendurchmessers Da bilden muss. Die ersten und zweiten Segmentausnehmungen können damit beispielsweise mittels eines geeigneten Fräsers hergestellt werden oder im Zuge eines Spritzgussverfahrens ausgespart werden.

Der Packungsring 14 wird im montierten Zustand so im Kompressor angeordnet, dass das erste axiale Ringende RE1 dem Kurbelgehäuse zugewandt ist, in dem der niedrige Druck P _N herrscht, der im Wesentlichen dem Umgebungsdruck entspricht (oder geringfügig höher sein kann) und dass das zweite axiale Ringende RE2 dem Zylinder zugewandt ist, in dem der relativ dazu höhere Druck P _H herrscht. Nachfolgend werden dafür auch die Begriffe Hochdruckseite und Niederdruckseite verwendet. Dabei sei angemerkt, dass sich bei Anordnung mehrerer Packungsringe 14 axial hintereinander in einer Abdichtungsvorrichtung 1 der Druck über die gesamte Abdichtungsvorrichtung 1 vom zylinderseitig hohen Druck P _H auf den relativ dazu niedrigen kurbelgehäuseseitigen Druck P _N abbaut. Das bedeutet, dass der Packungsring 14, der in axialer Richtung als erstes an den Zylinder angrenzt höheren Drücken ausgesetzt ist, als die nachfolgenden Packungsringe 14 in Richtung Kurbelgehäuse. Die Druckverhältnisse an den Packungsringen 14 einer Abdichtungsvorrichtung 1 unterscheiden sich also in der Regel.

Im montierten Neuzustand, wenn der Packungsring 14 noch keinen Verschleiß aufweist, sind im dargestellten Beispiel die einander in Umfangsrichtung zugewandten ersten und zweiten Verschleißbegrenzungsflächen 21 , 22 angrenzender Ringsegmente 14a durch einen

Verschleißabstand a voneinander beabstandet, wobei die Tangentialkontaktflächen 19a, 19b und die Axialkontaktflächen 16, 17 natürlich trotzdem aneinander anliegen, um die radiale und axiale Abdichtung des Packungsrings 14 zu erzeugen. Dieser Verschleißabstand a dient dazu, den Verschleiß, dem der Packungsring 14 im laufenden Betrieb an der radial inneren Innenumfangsfläche 18 unterliegt auszugleichen. An der radial äußeren

Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings 14 kann eine Umfangsnut 20 vorgesehen sein, die sich in Umfangsrichtung um den gesamten Packungsring 14 erstreckt. Die Umfangsnut 20 ist dazu vorgesehen, eine (nicht dargestellte) Schlauchfeder 11 aufzunehmen, die den Packungsring 14 radial verspannt und im montierten Zustand an der Kolbenstange 2 zu halten, wie anhand Fig.1 erläutert wurde.

Wenn ein Verschleiß an der Innenumfangsfläche 18 auftritt, sorgt die Schlauchfeder 11 in Kombination mit dem zylinderseitigen hohen Druck P _H dafür, dass sich der Packungsring 14 automatisch radial nachstellt, indem die einander zugewandten Tangentialkontaktflächen 19a, 19b der Ringsegmente 14a aneinander abgleiten, wie in Fig.3a durch die Pfeile an den Segmentenden SE1 , SE2 angedeutet ist. Durch den Verschleiß verringert sich der

Verschleißabstand a bis eine maximal mögliche Verschleißnachstellung erreicht ist, bei der der Verschleißabstand zu Null wird (a=0) und eine in Umfangsrichtung am Ende des zweiten Segmentendes SE2 eines Ringsegments 14a vorgesehene zweite

Verschleißbegrenzungsfläche 21 an der ersten Verschleißbegrenzungsfläche 22 des ersten Segmentendes SE1 eines in Umfangsrichtung angrenzenden Ringsegments 14a anliegt.

Erfindungsgemäß ist an zumindest einem Ringsegment 14a des Packungsringes 14, vorzugsweise an jedem Ringsegment 14a, zumindest eine Verschleißöffnung 27

vorgesehen, die sich von der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 und/oder dem zweiten axialen Ringende RE2 des Packungsrings 14 über einen Teil der Ringhöhe RH in Richtung der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 des Packungsrings 14 erstreckt. Wichtig ist, dass sich die Verschleißöffnung 27 im unverschlissenen Zustand des

Ringsegmentes 14a nicht bis zur Innenumfangsfläche 18 des Ringsegmentes 14a erstreckt. Im Falle einer Bohrung wäre die Verschleißöffnung 27 beispielsweise als von der

Außenumfangsfläche 23 ausgehende Sackbohrung in Richtung der Innenumfangsfläche 18 ausgeführt. Natürlich könnte die als Bohrung ausgeführte Verschleißöffnung 27 auch zusätzlich oder alternativ ausgehend vom zweiten axialen Ringende RE2 in Richtung der Innenumfangsfläche 18 gebohrt werden. Wesentlich für die Verschleißöffnung 27 ist (unabhängig von deren Ausgestaltung), dass ein, der Innenumfangsfläche 18 in radialer Richtung am weitesten zugewandtes Verschleißöffnungsende 27a (siehe Fig.6) der zumindest einen Verschleißöffnung 27, in einem Abstand in radialer Richtung des

Ringsegments 14a von der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 des Ringsegments 14a beabstandet ist, der höchstens 40% der Ringhöhe RH beträgt, vorzugsweise höchstens 30%, besonders bevorzugt höchstens 20%. Die Ringhöhe RH erstreckt sich zwischen der außenliegenden Außenumfangsfläche 23 und der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 des Packungsrings 14, entspricht also im Wesentlichen der halben Differenz zwischen dem Innendurchmesser Di und dem Außendurchmesser Da des Packungsrings 14, wie in Fig.4a gezeigt ist. Wesentlich ist, dass das Verschleißöffnungsende 27a zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ringende RE1 , RE2 liegt und vom ersten und zweiten axialen Ringende RE1 , RE2 beabstandet ist. Das bedeutet, dass das

Verschleißöffnungsende 27a sowohl in axialer Richtung, als auch in Umfangsrichtung gesehen von Ringmaterial umgeben ist, sodass es erst bei einem entsprechenden radialen Verschleiß freigelegt wird.

Vorzugsweise sind allerdings, so wie in Fig.2-4 dargestellt, an einem Ringsegment 14a über den Umfang mehrere Verschleißöffnungen 27 vorgesehen, besonders bevorzugt zumindest zwei Verschleißöffnung 27 je Ringsegment 14a. Im dargestellten Beispiel verlaufen die Verschleißöffnungen 27 ausgehend von der Außenumfangsfläche 23 bzw. hier von der an der der Außenumfangsfläche 23 angeordneten Außenumfangsnut 20 in radialer Richtung des Packungsrings 14 (parallel zu den axialen Ringenden RE1 , RE2) in Richtung der Innenumfangsfläche 18, ohne die Innenumfangsfläche 18 zu erreichen und sind als zylindrische Bohrungen ausgeführt.

Wenn die Verschleißöffnungen 27 gebohrt werden, können sie, so wie dargestellt, entsprechend des verwendeten Bohrers einen konischen Grund aufweisen. Wenn die Verschleißöffnungen 27 z.B. mittels eines Fräsers gefräst werden, weisen sie in der Regel einen im Wesentlichen ebenen Grund auf. Natürlich wären aber auch wiederum andere Herstellungsmöglichkeiten denkbar, wie Spritzguss oder additive Fertigung.

Die Länge und der Durchmesser der Verschleißöffnungen 27 hängt im Wesentlichen von einem gewünschten Druckausgleichsverhalten des Packungsrings 14 ab, wobei die Länge, bzw. die Erstreckung in radialer Richtung so bemessen wird, dass das

Verschleißöffnungsende 27a der Verschleißöffnung 27 höchstens 40% der radialen

Ringhöhe RH des Packungsrings 14 von der Innenumfangsfläche 18 beabstandet ist. Im dargestellten Beispiel in Fig.2-4 sind die Verschleißöffnungen 27 in axialer Richtung zentral zwischen den beiden Ringenden RE1 , RE2 angeordnet. Sie könnten aber auch näher an einem Ringende RE1 , RE2 angeordnet sein, vorzugsweise in einem

Verschleißöffnungsaxialabstand y vom ersten axialen Ringende RE1 beabstandet, der 2% bis 20% der Ringbreite RB beträgt, vorzugsweise 2-15%, insbesondere maximal 10%, wie anhand Fig.6 noch näher erläutert wird. Die konkrete axiale Anordnung hängt im

Wesentlichen vom gewünschten zu erreichenden Druckausgleich des Packungsrings 14 ab.

Die zumindest eine Verschleißöffnung 27, bzw. die vorzugsweise mehreren

Verschleißöffnungen 27, eines Ringsegments 14a sind so bemessen, dass ab einem bestimmten Verschleißzustand des Packungsrings 14 ein, der Innenumfangsfläche 18 zugewandtes radial inneres Verschleißöffnungsende 27a (siehe Fig.2 und insbesondere Fig.6) freigelegt wird. Dadurch erstrecken sich die Verschleißöffnungen 27 ab diesem Verschleißzustand vollständig von der Außenumfangsfläche 23 bis zur Innenumfangsfläche 18. Ab diesem Verschleißzustand wirken die Verschleißöffnungen 27 folglich so wie die (nachfolgend noch im Detail beschriebenen) Entlastungsöffnungen 25. Insbesondere erhöhen die Verschleißöffnungen 27 dann im Betrieb des Kompressors den Druckausgleich zwischen der Innenumfangsfläche 18 und der Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings 14, wodurch beispielsweise ein frühzeitiges ungewünschtes Kollabieren des Packungsrings 14 vermieden werden kann. Details zur Funktion einer Entlastungsöffnung 25 werden nachfolgend anhand Fig.5a+b erläutert.

Die Verschleißöffnung/en 27 kann/können sich aber auch ausgehend vom zweiten axialen Ringende RE2 in Richtung der Innenumfangsfläche 18 erstrecken, analog der

Entlastungsöffnungen 25, da auch am zweiten axialen Ringende RE2 der hohe Druck P _H anliegt.

Beispielsweise können die Verschleißöffnungen 27 so dimensioniert werden, dass ab dem Verschleißzustand, bei dem die Verschleißöffnungen 27 an der Innenumfangsfläche 18 freigelegt werden, ein im Wesentlichen vollständiger Druckausgleich zwischen der

Innenumfangsfläche 18 und der Außenumfangsfläche 23 erfolgt. Dadurch würde der Packungsring 14 zwar seine Dichtwirkung zum Teil verlieren, es kann dafür aber die Gefahr einer Zerstörung verringert, insbesondere vermieden werden. Unter einem vollständigen Druckausgleich ist hier zu verstehen, dass sich die druckbedingt auf die

Außenumfangsfläche 23 und auf die Innenumfangsfläche 18 wirkenden radialen Kräfte im Wesentlichen vollständig ausgleichen, sodass in radialer Richtung im Wesentlichen keine, durch eine Druckdifferenz bedingte Kraft mehr auf den Packungsring 14 wirkt. Das bedeutet im Wesentlichen, dass sich ein Packungsring 14 ab einem bestimmten Verschleißzustand selbst deaktiviert. Dazu ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein oder mehrere andere Packungsringe 14 der Abdichtungsvorrichtung 1 , die einen geringeren Verschleiß aufweisen können, ihre Dichtwirkung noch im Wesentlichen normal entfalten. Der oder die deaktivierten Packungsringe 14 müssen damit nicht sofort getauscht werden, was zu einem Stillstand des Kompressors führen würde, sondern es könnten vorgegebene Wartungsintervalle leichter eingehalten werden, z.B. ab einer gewissen Leckagemenge, welche messtechnisch erfasst werden kann.

Es kann vorteilhaft sein, wenn zumindest ein, der radial innenliegende Innenumfangsfläche 18 zugewandter Endabschnitt zumindest einer Verschleißöffnung 27 in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1 geneigt ist, z.B. in einem Verschleißöffnungswinkel cp, wie nachfolgend anhand Fig.6 noch näher erläutert wird. In diesem Fall kann das

Druckausgleichsverhalten an den fortschreitenden Verschleiß angepasst werden, da das an der Innenumfangsfläche 18 freigelegte Verschleißöffnungsende 27a in Abhängigkeit des Verschleißes im Wesentlichen in axialer Richtung in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1 wandert.

Die in den Figuren, insbesondere Fig.2 bis 4b, zusätzlich zu der/den Verschleißöffnung/en 27 dargestellten Merkmale, insbesondere das Vorsehen einer oder mehrerer

Entlastungsöffnung/en 25, die Umfangsnut 20 oder die Axialnuten 24 sind optional und werden nachfolgend näher beschrieben. Die Ausgestaltung des Packungsrings 14 gemäß Fig.2 zeigt damit eine vorteilhafte Ausgestaltung mit mehreren voneinander unabhängigen Merkmalen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist an zumindest einem Ringsegment 14a, vorzugsweise aber an jedem Ringsegment 14a, zumindest eine

Entlastungsöffnung 25 vorgesehen, die sich jeweils von der radial innenliegenden

Innenumfangsfläche 18 des jeweiligen Ringsegmentes 14a des Packungsrings 14 bis zur radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 und/oder bis zum zweiten axialen Ringende RE2 des jeweiligen Ringsegmentes 14a des Packungsrings 14 erstrecken. Die

Entlastungsöffnungen 25 sind durchgehende Ausnehmungen, die die innenliegende

Innenumfangsfläche 18 mit der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 und/oder dem zweiten axialen Ringende RE2 verbinden. Vorteilhafterweise sind mehrere

Entlastungsöffnungen 25 je Ringsegment 14a vorgesehen, beispielsweise je drei

Entlastungsöffnungen 25, so wie am beispielhaften Packungsring 14 gemäß Fig.2-4 dargestellt ist. In diesem Fall sind die Verschleißöffnungen 27 in Umfangsrichtung vorzugsweise jeweils zwischen zwei Entlastungsöffnungen 25 angeordnet, besonders bevorzugt zentral zwischen zwei Entlastungsöffnungen 25. Die Entlastungsöffnungen 25 münden also nicht wie bisher im Stand der Technik in eine umlaufende Umfangsnut an der innenliegende Innenumfangsfläche 18, sondern direkt in die innenliegende

Innenumfangsfläche 18.

Die Entlastungsöffnungen 25 dienen dazu, die Druckverhältnisse, die im Betrieb des Kompressors am Packungsring 14 zwischen der, dem Zylinder zugewandten Hochdruckseite des Packungsrings 14 (zweites axiales Ringende RE2) und der dem Kurbelgehäuse zugewandten Niederdruckseite des Packungsrings 14 (erstes axiales Ringende RE1) herrschen, gezielt zu beeinflussen, wie nachfolgend anhand Fig.5a+5b noch näher erläutert wird.

Die Entlastungsöffnungen 25 weisen jeweils ein erstes Entlastungsöffnungsende 25a auf, das in die radial innenliegende Innenumfangsfläche 18 des jeweiligen Ringsegmentes 14a des Packungsrings 14 mündet. Wenn an einem Ringsegment 14a mehr als eine

Entlastungsöffnung 25 vorgesehen ist, sind die in die radial innenliegende Innenumfangsfläche 18 mündenden Entlastungsöffnungsenden 25a zweier benachbarter Entlastungsöffnungen 25 in Umfangsrichtung in einem Entlastungsöffnungsumfangsabstand z voneinander beabstandet angeordnet, wie in Fig.2 ersichtlich. Das bedeutet, dass die Entlastungsöffnungsenden 25a an der radial innenliegende Innenumfangsfläche 18 nicht miteinander verbunden sind. In Umfangrichtung zwischen zwei benachbarten

Entlastungsöffnungsende 25a erstreckt sich somit die Innenumfangsfläche 18 des

Ringsegments 14a. Der Entlastungsöffnungsumfangsabstand z beträgt in Abhängigkeit von der Größe des Ringsegments 14a vorzugsweise 1mm bis 15mm, besonders bevorzugt 1- 10mm beträgt, beispielsweise 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 , 12, 13, 14 mm. Auch

dazwischenliegende Abstände sind natürlich möglich, beispielsweise 1 ,5mm, 2,5mm,

3,5mm, 4,5mm, 5,5mm, etc. Der Entlastungsöffnungsumfangsabstand z wird dabei nicht von Mitte Entlastungsöffnungsende 25a bis Mitte Entlastungsöffnungsende 25a gemessen, sondern gibt den Abstand in Umfangsrichtung zwischen den Begrenzungen der

Entlastungsöffnungsende 25a an, oder anders ausgedrückt die Länge der

Innenumfangsfläche 18 in Umfangsrichtung zwischen den benachbarten

Entlastungsöffnungsenden 25a. Die Entlastungsöffnungsumfangsabstände z zwischen den Entlastungsöffnungsenden 25a der Entlastungsöffnungen 25 eines Ringsegments 14a sind vorzugsweise gleich groß, sie könnten aber natürlich auch unterschiedlich sein.

Die Entlastungsöffnungsenden 25a sind vom ersten axialen Ringende RE1 in einem

Entlastungsöffnungsaxialabstand x beabstandet angeordnet. In axialer Richtung zwischen einem Entlastungsöffnungsende 25a und dem ersten axialen Ringende RE1 erstreckt sich somit die Innenumfangsfläche 18 des Ringsegments 14a. Der

Entlastungsöffnungsaxialabstand x beträgt vorzugsweise 4% bis 40%, vorteilhafterweise 4- 30%, besonders bevorzugt 4-20%, ganz besonders bevorzugt 4-15%, insbesondere maximal 10% der axialen Ringbreite RB, wie in Fig.2 und im Detail in Fig.6 dargestellt ist. Der

Entlastungsöffnungsaxialabstand x wird nicht von der Mitte eines Entlastungsöffnungsendes 25a weg gemessen, sondern von der Begrenzung des Entlastungsöffnungsendes 25a, das dem ersten axialen Ringende RE1 zugewandt ist. Anders ausgedrückt ist der

Entlastungsöffnungsaxialabstand x die Länge der Innenumfangsfläche 18 in axialer Richtung zwischen dem Entlastungsöffnungsende 25a und dem ersten axialen Ringende RE1. Die Entlastungsöffnungsaxialabstände x der einzelnen Entlastungsöffnungsenden 25a der Entlastungsöffnungen 25 eines Ringsegments 14a müssen dabei aber nicht zwingend gleich sein, so wie dargestellt, sondern könnten sich auch unterscheiden. Die axiale Ringbreite RB erstreckt sich dabei zwischen dem ersten und zweiten axialen Ringende RE1 , RE2. Details zur Ausgestaltung einer Entlastungsöffnung 25 werden nachfolgend anhand Fig.6 noch im Detail erläutert. Wie in Fig.2 ersichtlich, ist die axiale Entlastungsöffnungsbreite der

Entlastungsöffnungen 25, zumindest an den Entlastungsöffnungsenden 25a, klein im Verhältnis zur Ringbreite RB. Bei kreisrundem Querschnitt der Entlastungsöffnungen 25 (zumindest an den Entlastungsöffnungsenden 25a) entspricht die axiale

Entlastungsöffnungsbreite dem Durchmesser. Die axiale Entlastungsöffnungsbreite der Entlastungsöffnungsenden 25a beträgt vorzugsweise 2%-30% der Ringbreite RB, vorzugsweise 2-25%, besonders bevorzugt maximal 20%, insbesondere maximal 15%. Allgemein liegen die Entlastungsöffnungsenden 25a nicht zentral zwischen den beiden axialen Ringende RE1 , RE2 des Packungsrings 14, sondern näher am ersten axialen Ringende RE1 , als am zweiten axialen Ringende RE2. Das erste axiale Ringende RE1 ist im montierten Zustand der Niederdruckseite zugewandt.

Um die Struktursteifigkeit des Packungsrings 14 zu verbessern, kann an der

Außenumfangsfläche 23 zumindest eines Ringsegments 14a, vorzugsweise jedes

Ringsegments 14a, zumindest eine Axialnut 24 vorgesehen sein, die sich durchgehend in axialer Richtung vom ersten axialen Ringende RE1 (eventuell unterbrochen von der Umfangsnut 20) bis zum zweiten axialen Ringende erstreckt. Vorzugsweise sind allerdings mehrere Axialnuten 24 je Ringsegment 14a vorgesehen. Im dargestellten Beispiel münden die Entlastungsöffnungen 25 an der Außenumfangsfläche 23 jeweils in einer Axialnut 24. Natürlich ist dies aber nicht zwingend notwendig und die Entlastungsöffnungen 25 könnten auch in Umfangsrichtung neben den Axialnuten 24 in die Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings 14 münden (bzw. in die Umfangsnut 20).

Die Entlastungsöffnungen 25 in der gezeigten Ausführungsform sind jeweils in Form von zylindrischen Bohrungen ausgeführt, da diese besonders einfach spanend herstellbar sind. Natürlich könnten aber auch ein nicht-kreisrunder Querschnitt für eine oder mehrere

Entlastungsöffnungen 25 vorgesehen werden und/oder ein nicht gerader Verlauf der Entlastungsöffnungen 25, was allerdings den Aufwand zur Herstellung der

Entlastungsöffnungen 25 erhöht.

Die Entlastungsöffnungen 25 weisen vorzugsweise einen geraden Verlauf auf, sodass sie möglichst einfach hergestellt werden können, z.B. mittels eines zylindrischen Bohrers oder Fräsers. Natürlich wären aber auch andere Herstellungsverfahren denkbar, beispielsweise könnten die Entlastungsöffnungen 25 direkt mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden, insbesondere im Zuge des Spritzgussverfahrens im Ringsegment 14a integriert werden, ohne, dass z.B. ein nachträgliches Bohren erforderlich ist. Denkbar wäre auch, dass der Packungsring 14 mittels eines additiven Fertigungsverfahrens wie z.B. 3-D Druck hergestellt wird, wobei die Entlastungsöffnungen 25 wiederum direkt während der

Herstellung berücksichtigt werden können.

Wie die (optionalen) Entlastungsöffnungen 25 hergestellt werden spielt aber keine Rolle, wesentlich ist, dass sich die Entlastungsöffnungen 25 von der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 bis zur radial außenliegenden Außenumfangsfläche und/oder bis zum zweiten axialen Ringende RE2 erstrecken (an denen jeweils der zylinderseitige hohe Druck P _H anliegt). In der einfachsten Ausgestaltung verlaufen die Entlastungsöffnungen 25 in radialer Richtung des Packungsrings 14, so wie in Schnitt A-A der Fig.6 dargestellt ist, also parallel zu den axialen Ringenden RE1 , RE2.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist aber zumindest ein, an die radial innenliegende Innenumfangsfläche 18 des Packungsrings 14 angrenzender Abschnitt zumindest einer Entlastungsöffnung 25 in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1 geneigt, beispielsweise um einen ersten Entlastungsöffnungswinkel e, so wie im dargestellten Beispiel in den Fig.2 angedeutet ist und noch im Detail anhand Fig.6 erläutert wird. Dadurch können die Druckverhältnisse am Packungsring 14 während der Lebensdauer des Packungsringes 14 gezielt beeinflusst werden, wodurch der Druckausgleich des Packungsrings 14 an den radialen Verschleiß angepasst werden kann. Im einfachsten Fall ist die entsprechenden Entlastungsöffnung 25 auch in dieser Ausgestaltung als zylindrische Bohrung ausgeführt, wobei die Bohrungsachse zum ersten axialen Ringende RE1 hin geneigt ist. Das in die radiale außenliegende Außenumfangsfläche 23 mündende zweite Entlastungsöffnungsende 25b liegt dadurch näher am ersten axialen Ringende RE1 als das in die radial innenliegende Innenumfangsfläche 18 mündende erste

Entlastungsöffnungsende 25a der Entlastungsöffnung 25. Durch den schrägen Verlauf „wandert“ das erste Entlastungsöffnungsende 25a bei radialem Verschleiß des

Ringsegments 14a im Wesentlichen in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1 , wodurch der Druckausgleich des Packungsrings 14 in Abhängigkeit des Verschleißes erhöht wird, da der hohe Druck P _H an der Innenumfangsfläche 18 in axialer Richtung näher an das erste axiale Ringende RE1 herangeführt wird. Das bedeutet im Wesentlichen, je höher der Verschleiß des Ringsegments 14a ist, desto höher ist auch der Druckausgleich. Dadurch wird die radiale Anpresskraft des Packungsrings 14 im Betrieb an die Kolbenstange 2 reduziert und die Lebensdauer des Packungsringes 14 erhöht.

Um den Druck an der radiale innenliegenden Innenumfangsfläche 18 in Umfangsrichtung besser zu verteilen, könnten eine oder mehrere Entlastungsöffnungen 25 beispielsweise auch in eine Art Ausfräsung/Nut in der radiale innenliegenden Innenumfangsfläche 18 enden, die sich in Umfangsrichtung über einen relativ kleinen Bereich erstreckt. Die ersten Entlastungsöffnungsenden 25a würden in diesem Fall nicht mehr den vorzugsweise kreisrunden Querschnitt der restlichen Entlastungsöffnung 25 (radial zwischen

Ausfräsung/Nut und äußerer Außenumfangsfläche 23 und/oder zweitem axialen Ringende RE2) aufweisen, sondern würden durch die entsprechende Form der Ausfräsung/Nut ausgebildet sein. Der Entlastungsöffnungsumfangsabstand z in Umfangsrichtung und der Entlastungsöffnungsaxialabstand x in axialer Richtung würden sich dann von der jeweiligen Begrenzung der Ausfräsung/Nut in axialer Richtung und in Umfangsrichtung bemessen. Statt einer Ausfräsung/Nut könnte z.B. auch eine Art Langloch vorgesehen werden. Allgemein weisen die Entlastungsöffnungen 25 zumindest an ihren Entlastungsöffnungsenden 25a eine Entlastungsöffnungslänge in Umfangsrichtung auf, die vorzugsweise 2-100% der axialen Ringbreite RB des Packungsrings 14 beträgt, vorzugsweise 2-50%, insbesondere maximal 25% der axialen Ringbreite RB. Allgemein ist es wesentlich, dass die

Entlastungsöffnungsenden 25a an der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 nicht durch eine im Betrieb für den Druckausgleich vorgesehene Umfangsnut miteinander verbunden sind. Eine Umfangsnut würde nämlich insbesondere in Verbindung mit einem geringen Entlastungsöffnungsaxialabstand x dazu führen, dass am ersten axialen Ringende RE1 eine schmale Flanke aus Ringmaterial ausgebildet wird. Diese Flanke würde im Betrieb zu Schwingungen angeregt werden, was zu ungleichmäßigem Verschleiß und zu

unerwünschten Undichtigkeiten führen würde.

In Fig.3a ist der in Fig.2 dargestellte Packungsring 14 in einer Draufsicht normal auf das erste axiale Ringende RE1 bzw. die vorzugsweise ebene erste Ringendfläche dargestellt, welche im montierten Zustand der Niederdruckseite zugewandt ist. Fig.3b zeigt ein einzelnes Ringsegment 14a des Packungsrings 14 gemäß Fig.3a. In Fig.3b ist die Form der ersten axialen Segmentausnehmung erkennbar, die am ersten Segmentende SE1 des

Ringsegments 14a angeordnet ist, um die erste Tangentialkontaktfläche 19a und die erste Axialkontaktfläche 16 auszubilden. Wie bereits beschrieben erstreckt sich die erste axiale Segmentausnehmung 16 vom ersten axialen Ringende RE1 axial teilweise in Richtung des gegenüberliegenden zweiten axialen Ringendes RE2, sodass das zweite Segmentende SE2 eines in Umfangsrichtung daran anschließenden Ringsegments 14a in die erste axiale Segmentausnehmung eingreifen kann. Benachbarte Ringsegmente 14a überlappen also in Umfangsrichtung teilweise, sodass die ersten Tangentialkontaktflächen 19a der ersten Segmentenden SE1 der Ringsegmente 14a an den zweiten Tangentialkontaktflächen 19b der zweiten Segmentenden SE1 eines benachbarten Ringsegments 14a anliegen um die radiale Abdichtung des Packungsrings 14 zu erzeugen. Analog liegen die durch die jeweils erste axiale Segmentausnehmung gebildeten ersten Axialkontaktflächen 16 der ersten Segmentenden SE1 der Ringsegmente 14a an den durch die jeweils zweite axiale

Segmentausnehmung gebildeten zweiten Axialkontaktflächen 17 der zweiten Segmentenden SE2 an, um die axiale Abdichtung des Packungsrings 14 zu erzeugen. Die erste axiale Segmentausnehmung und die zweite axiale Segmentausnehmung sind an in

Umfangsrichtung gegenüberliegenden Segmentenden SE1 , SE2 eines Ringsegments 14a und an den gegenüber liegenden axialen Ringende RE1 , RE2 angeordnet.

Die Segmentenden SE1 , SE2 wirken dabei in Umfangsrichtung so zusammen, dass die Tangentialkontaktflächen 19a, 19b einander zugewandt sind und aneinander gleiten können. Dadurch wird im Betrieb die Verschleißnachstellung des Packungsrings 14 ermöglicht, bis der Verschleißabstand a (siehe Fig.2+3a) zwischen der zweiten

Verschleißbegrenzungsfläche 21 des zweiten Segmentendes SE2 eines Ringsegments 14a an der ersten Verschleißbegrenzungsfläche 22 der ersten axialen Segmentausnehmung des ersten Segmentendes SE1 des benachbarten Ringsegments 14a anliegt. Am zweiten Segmentende SE2 des Ringsegments 14a ist vorzugsweise am Übergang zwischen der zweiten Tangentialkontaktfläche 19b und der zweiten Verschleißbegrenzungsfläche 21 eine Außenrundung R2 mit einem bestimmten Radius vorgesehen, um die

Verschleißnachstellung bzw. insbesondere das aneinander Gleiten der

Tangentialkontaktfläche 19a, 19b zu begünstigen. Vorteilhafterweise ist am ersten

Segmentende SE1 analog dazu eine Innenrundung R1 zwischen der ersten

Tangentialkontaktfläche 19a und der ersten Verschleißbegrenzungsfläche 22 vorgesehen, so wie in Fig.3b und 4b dargestellt ist.

Die Verschleißöffnungen 27 sind hier als Sacklochbohrungen mit konischem Grund ausgeführt und erstrecken sich von der Außenumfangsfläche 23, hier der Grund der Umfangsnut 20, radial über einen Teil der Ringhöhe RH in Richtung der Innenumfangsfläche 18, wobei die Verschleißöffnungsenden 27a der Verschleißöffnungen 27 jeweils in einem Abstand in radialer Richtung des Ringsegments 14a von der radial innenliegenden

Innenumfangsfläche 18 beabstandet sind, der höchstens 40% der radialen Ringhöhe RH des Packungsrings 14 beträgt. Im dargestellten Packungsring 14 sind drei Entlastungsöffnungen 25 und zwei Verschleißöffnungen 27 je Ringsegment 14a vorgesehen. Die

Verschleißöffnungen 27 sind hier in Umfangsrichtung zentral zwischen den

Entlastungsöffnungen 25 angeordnet. Die Verschleißöffnungen 27 verlaufen hier in radialer Richtung des Packungsrings 14 (parallel zu den axialen Ringenden RE1 , RE2) und die Entlastungsöffnungen 25 sind schräg ausgeführt, sind also in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1 geneigt, um den Druckausgleich in Abhängigkeit vom Verschleiß zu erhöhen. Natürlich ist diese Ausgestaltung aber nur beispielhaft zu verstehen, die genaue konstruktive Ausführung, sowie die Anzahl und Ausrichtung der Entlastungsöffnungen 25 und/oder der Verschleißöffnungen 27 ist natürlich dem Fachmann überlassen und richtet sich nach dem gewünschten Einsatzgebiet des Packungsrings 14 und dem zu erzielenden Effekt, insbesondere einem zu erreichenden Druckausgleich. Wesentlich für die Erfindung ist lediglich, dass an zumindest einem Ringsegment 14a zumindest eine Verschleißöffnung 27 vorgesehen ist, alle zusätzlichen Merkmale sind optional.

Fig.4a und Fig.4b zeigen den Packungsring 14 bzw. ein einzelnes Ringsegment 14a des Packungsrings 14 in Draufsicht auf das zweite axiale Ringende RE2, das im eingebauten Zustand der Hochdruckseite des Kompressors zugewandt ist. Insbesondere in Fig.4b ist die zweite axiale Segmentausnehmung erkennbar, die am zweiten Segmentende SE2 eines Ringsegments 14a vorgesehen ist, um die zweite Axialkontaktfläche 17 auszubilden. Die zweite Tangentialkontaktfläche 19b ist in radialer Richtung außen am zweiten Segmentende SE2 vorgesehen. Die zweite axiale Segmentausnehmung erstreckt sich teilweise vom zweiten axialen Ringende RE2, insbesondere von einer daran vorgesehenen vorzugsweise ebenen zweiten Ringendfläche 28, axial in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1 , insbesondere der ersten ebenen Ringendfläche. Die zweite axiale Segmentausnehmung bildet neben der zweiten Axialkontaktfläche 17 zudem eine zweite Endfläche 29 des zweiten Segmentendes SE2 aus, die von einer ersten Endfläche 30 des ersten Segmentendes SE1 benachbarten Ringsegments 14a in einem Segmentabstand b beabstandet ist, wie in Fig.4a gezeigt ist. Durch das Zusammenwirken benachbarter Segmentenden SE1 , SE2 wird damit eine, den Packungsring 14 radial vollständig durchdringende und axial begrenzte

Radialausnehmung 31 geschaffen, deren Breite dem Segmentabstand b entspricht. Bei fortlaufendem Verschleiß des Packungsrings 14 verringert sich der Segmentabstand b in analoger Weise wie der Verschleißabstand a (siehe Fig.2 + 3a), so lange, bis der

Verschleißabstand a zu Null wird (dabei gilt b > a). Bei gleicher Größe a=b im

unverschlissenen (Neu-)Zustand des Packungsrings 14 wird der Verschleißabstand a im dargestellten Beispiel aus kinematischen Gründen bei fortschreitendem Verschleiß früher zu Null als der Segmentabstand b. Das hängt im Wesentlichen von der konkreten konstruktiven Ausgestaltung, insbesondere von der Anordnung der Tangentialkontaktflächen 19a, 19b ab. Alternativ könnten aber auch die Endflächen 29, 30 als Verschleißbegrenzung genutzt werden (dabei gilt a > b).

Die Tangential kontaktflächen 19a, 19b könnten sich beispielsweise aber auch durchgehend von der Außenumfangsfläche 23 bis zur Innenumfangsfläche 18 erstrecken. Dadurch wäre die Verschleißnachstellung im Wesentlichen nicht mehr durch den Verschleißabstand a begrenzt, so wie bisher dargestellt. Die am ersten Segmentende SE1 vorgesehene erste axiale Segmentausnehmung würde folglich keine erste Verschleißbegrenzungsfläche 22 mehr aufweisen und das zweite Segmentende SE2 würde keine zweite

Verschleißbegrenzungsfläche 21 mehr aufweisen. Eine Begrenzung der

Verschleißnachstellung könnte in diesem Fall beispielsweise durch die Radialausnehmung 31 am zweiten axialen Ringende RE2 geschaffen werden, deren Breite dem

Segmentabstand b entspricht, wie anhand Fig.4a gezeigt wurde.

Natürlich kann auch das Material und die Oberflächenbeschaffenheit des Packungsrings 14 verändert werden, um ein möglichst optimales Ergebnis in einer Anwendung zu erhalten. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Packungsring 14 aus einem geeigneten tribologisch optimierten Material hergestellt, beispielsweise aus einem Polytetrafluorethylen (PTFE)-Verbundstoff. Die Herstellung könnte beispielsweise durch spanende Fertigung erfolgen, durch Spritzguss oder aber auch durch additive Verfahren wie z.B. 3D-Druck. In Fig.5a sind die Druckverhältnisse an einem ein herkömmlicher Packungsring 7b im Betrieb des Kompressors vereinfacht schematisch anhand eines Längsschnitts dargestellt. In Fig. 5b sind im Vergleich dazu die Druckverhältnisse an einem Packungsring 14 gemäß der

Erfindung dargestellt. Der Packungsring 14 ist vorzugsweise in einer (nicht dargestellten) Abdichtungsvorrichtung 1 angeordnet, die z.B. im Kurbelgehäuse eines Kompressors angeordnet ist, um die Kolbenstange 2 abzudichten (wie z.B. in Fig.1). Die Packungsringe 7b, 14 sind so angeordnet, dass das jeweils erste axiale Ringende RE1 der Niederdruckseite zugewandt ist (kurbelgehäuseseitig) und das jeweils zweite axiale Ringende RE2 der Hochdruckseite zugewandt ist (zylinderseitig). Die Packungsringe 7b, 14 sind so angeordnet, dass das jeweils erste axiale Ringende RE1 an einem Gehäusesegment 3i der

Abdichtungsvorrichtung 1 anliegt, um eine Abdichtung in radialer Richtung zwischen dem ersten axialen Ringende RE1 und dem Gehäusesegment 3i zu erzeugen. Die Abdichtung entspricht einer im Wesentlichen statischen Abdichtung, da zwischen dem ersten axialen Ringende RE1 des Packungsrings 14 und dem Gehäusesegment 3i keine oder nur eine sehr geringe Relativbewegung vorliegt.

Dabei liegt an der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 der hohe Druck P _H an und an der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 am ersten axialen Ringende RE1 liegt der relativ dazu niedrigere Druck P _N an. Der hohe Druck P _H verringert sich in radialer Richtung auf den niedrigen Druck P _N , wobei der Druckverlauf im dargestellten Beispiel einen nichtlinearen Verlauf aufweist. Am zweiten axialen Ringende RE2 liegt der hohe Druck P _H an und ist über die radiale Ringhöhe RH zwischen der radial außenliegenden

Außenumfangsfläche 23 und der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 im

Wesentlichen konstant. An dieser Stelle sei angemerkt, dass sich der Druck an einer Abdichtungsvorrichtung 1 in axialer Richtung vom hohen Druck P _H im Zylinder auf den niedrigen Druck P _N im Kurbelgehäuse schrittweise über die jewelig vorgesehene Anzahl an Packungsringen 14 abbaut. Das bedeutet, dass sich die Druckverhältnisse an den

Packungsringen 14 einer Abdichtungsvorrichtung 1 in der Regel natürlich unterscheiden. Der hohe Druck PH, der an dem, dem Zylinder zugewandten ersten Packungsring 14 anliegt, entspricht deshalb nicht dem hohen Druck PH, der am nachfolgenden Packungsring 14 anliegt usw. Der hohe Druck P _H und der niedrige Druck P _N in der Beschreibung beziehen sich also jeweils auf einen Packungsring 14. Näherungsweise entspricht der niedrige Druck P _N an einem Packungsring 14 dem hohen Druck PH des jeweils axial (in Richtung

Kurbelgehäuse) nachfolgenden Packungsrings 14 usw.

Analog dazu liegt an der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 der hohe Druck P _H an, wobei der Druck im Wesentlichen über die axiale Ringbreite RB des Packungsrings 14 zwischen zweitem axialen Ringende RE2 und erstem axialen Ringende RE1 konstant ist. An der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18, welche im Betrieb an der translatorisch oszillierenden Kolbenstange 2 anliegt, erfolgt eine Abdichtung zwischen dem hohen Druck PH am zweiten axialen Ringende RE2 (zylinderseitig) und dem relativ dazu niedrigeren Druck PN am ersten axialen Ringende RE1 (kurbelgehäuseseitig). Dabei handelt es sich aufgrund der Relativbewegung zwischen (ortsfestem) Packungsring 14 und der translatorisch oszillierenden Kolbenstange 2 um eine dynamische Abdichtung. Wie in Fig.5a angedeutet, ergibt sich näherungsweise ein im Wesentlichen linearer Druckverlauf entlang der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18, wobei sich der Druck vom hohen Druck P _H (am zweiten axialen Ringende RE2) auf den niedrigen Druck P _N (am ersten axialen Ringende RE1) verringert. Grundsätzlich ist der Druckabfall an der Innenumfangsfläche 18 in axialer Richtung aufgrund der Kompressibilität des gasförmigen Mediums zwar ebenfalls nichtlinear, in gewissen Fällen (z.B. geringer Druckunterschied zwischen hohem Druck P _H und niedrigem Druck P _N bei hohen Absolutdrücken) kann der Druckverlauf allerdings der Einfachheit halber durch eine lineare Funktion gut angenähert werden, so wie dargestellt. Das bedeutet im gezeigten Beispiel in Fig.5a, dass der Packungsring 7b aufgrund der größeren radialen Druckdifferenz im Vergleich zum erfindungsgemäßen Packungsring 14 radial stärker an die Kolbenstange 2 gepresst wird, was zu einem höheren Verschleiß führt und damit nachteilig ist. Zusätzlich wird der Packungsring 7b der Fig.5a im Bereich des ersten axialen Ringendes RE1 wegen der im Vergleich zum zweiten axialen Ringende RE2 größeren radialen

Druckdifferenz stärker an die Kolbenstange 2 gedrückt, als am zweiten axialen Ringende RE2. Diese ungleichmäßige Druckverteilung kann unter Umständen zusätzlich zu einem ungleichmäßigen Verschleiß führen, was ebenfalls nachteilig ist.

In Fig.5b ist ein erfindungsgemäßer Packungsring 14 dargestellt, wobei die

Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Druckausgleichs im Bereich einer (optionalen) Entlastungsöffnung 25 verläuft, die hier als zylindrische Bohrung ausgeführt ist und in radialer Richtung des Packungsrings 14, parallel zu den axialen Ringenden RE1 , RE2 verläuft. Die Druckverhältnisse am Packungsring 14 werden anhand der Entlastungsöffnung 25 beschrieben, für die Verschleißöffnung 27 gilt natürlich im Wesentlichen das gleiche (bei reduzierter Ringhöhe RH), sobald der radiale Verschleiß das Verschleißöffnungsende 27a an der Innenumfangsfläche 18 freigelegt hat. We erwähnt sind zusätzlich zur zumindest einen Verschleißöffnung 27 vorzugsweise eine oder mehrere Entlastungsöffnung/en 25 je

Ringsegment 14a vorgesehen, wie in Fig.2 dargestellt, um den Druckverlauf in

Umfangsrichtung möglichst gleichmäßig zu gestalten. Die Druckverläufe an den axialen Ringenden RE1 , RE2 und an der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 sind im Wesentlichen identisch zum herkömmlichen Packungsring 7b gemäß Fig.5a. Der

Druckverlauf an der dynamischen Dichtfläche entlang der radial innenliegenden

Innenumfangsfläche 18 zwischen Kolbenstange 2 und Packungsring 14 wird nun durch die (durch den Verschleiß freigelegte) Verschleißöffnung 27 bzw. die Entlastungsöffnung/en 25 bzw. gezielt beeinflusst.

Wie in Fig.5b ersichtlich, erfolgt ein Druckausgleich zwischen der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 (hoher Druck PH) und der der radial innenliegenden

Innenumfangsfläche 18 (niedriger Druck P _N ). Das bedeutet, dass der Druck zwischen dem zweiten axialen Ringende RE2 (zylinderseitig) und der, dem ersten axialen Ringende RE1 zugewandten Begrenzung des ersten Entlastungsöffnungsendes 25a der Entlastungsöffnung 25 (bzw. Verschleißöffnungsende 27a der Verschleißöffnung 27) im Wesentlichen konstant ist. Ab der, dem ersten axialen Ringende RE1 zugewandten Begrenzung des ersten

Entlastungsöffnungsendes 25a der Entlastungsöffnung 25 (bzw. Verschleißöffnungsende 27a der Verschleißöffnung 27) und dem ersten axialen Ringende RE1 verringert sich der Druck vom hohen Druck PH auf den relativ dazu niedrigeren Druck P _N , wobei der

Druckverlauf näherungsweise im Wesentlichen linear ist, wie bereits anhand Fig.5a erläutert wurde.

Im Unterschied zum Packungsring 7b gemäß Fig.5a erfolgt am Packungsring 14 gemäß Fig.5b ein im Wesentlichen vollständiger Druckausgleich im Bereich zwischen dem zweiten axialen Ringende RE2 und der, dem ersten axialen Ringende RE1 zugewandten

Begrenzung des ersten Entlastungsöffnungsendes 25a der Entlastungsöffnung 25 (bzw. Verschleißöffnungsende 27a der Verschleißöffnung 27) in axialer Richtung. Die

Druckdifferenz DR zwischen dem Druckverlauf in Fig.5a und dem Druckverlauf in Fig.5b ist in Fig.5b schraffiert eingezeichnet. Daraus ergibt sich, dass der Packungsring 14 in axialer Richtung wegen des radialen Druckausgleichs über einen längeren Bereich gestützt wird als ein herkömmlicher Packungsring 7b und nur noch im Bereich zwischen der, dem ersten axialen Ringende RE1 zugewandten Begrenzung des ersten Entlastungsöffnungsendes 25a (bzw. Verschleißöffnungsende 27a) und dem ersten axialen Ringende RE1 aufgrund der radialen Druckdifferenz stärker an die Kolbgenstange 2 gedrückt wird.

Der maximal mögliche Druckausgleich wird in der Praxis durch den

Entlastungsöffnungsumfangsabstand z der Entlastungsöffnung/en 25 voneinander, durch den Entlastungsöffnungsaxialabstand x der Entlastungsöffnungsenden 25a vom ersten axialen Ringende RE1 und durch die Werkstoffeigenschaften des Packungsrings 14 limitiert. Die konstruktive Ausgestaltung erfolgt vorzugsweise so, dass der

Entlastungsöffnungsumfangsabstand z zwischen den Entlastungsöffnungen 25 in

Umfangsrichtung und der Entlastungsöffnungsaxialabstand x zwischen den

Entlastungsbohrungen 25 und dem ersten axialen Ringende RE1 in axialer Richtung so gewählt wird, dass bei gegebenem Werkstoff eine ausreichend hohe Festigkeit des

Packungsrings 14 gewährleistet wird, sodass es möglichst zu keiner Deformation und damit einhergehender Leckage im Bereich zwischen der ersten Entlastungsöffnungsenden 25a und dem ersten axialen Ringende RE1 des Packungsrings 14 kommt.

Um dies zu gewährleisten, beträgt der Entlastungsöffnungsumfangsabstand z vorzugsweise 1mm bis 15mm, der Entlastungsöffnungsaxialabstand x beträgt vorzugsweise 4% bis 40% der axialen Ringbreite RB, die Entlastungsöffnungslänge der Entlastungsöffnungen 25 (zumindest an den Entlastungsöffnungsenden 25a) beträgt vorzugsweise 2% bis 100% der Ringbreite RB und die axiale Entlastungsöffnungsbreite der Entlastungsöffnungen 25 (zumindest an den Entlastungsöffnungsenden 25a) beträgt vorzugsweise 2%-30% der axialen Ringbreite RB. Die axiale Entlastungsöffnungsbreite der Entlastungsöffnungsenden 25a und der Entlastungsöffnungsaxialabstand x werden dabei so aufeinander abgestimmt, dass jedenfalls die Bedingung erfüllt ist, wonach die Entlastungsöffnungsenden 25a dezentral zwischen den axialen Ringenden RE1 , RE2 liegen, also näher am ersten axialen Ringende RE1 , als am zweiten axialen Ringende RE2. Wäre der

Entlastungsöffnungsumfangsabstand z zu klein, so würde der Ring zu sehr geschwächt, was zu unerwünschten Deformationen und höherer Leckage führen kann. Wäre der

Entlastungsöffnungsumfangsabstand z hingegen zu groß, so kann sich der hohe Druck P _H unter Umständen nicht vollständig zwischen den Entlastungsöffnungsenden 25a ausbilden. Dies würde zu einer ungünstigen Druckverteilung in Umfangsrichtung und folglich zu einem ungenügenden Druckausgleich führen, was wiederum eine höhere Reibkraft und dadurch einen höheren Ringverschließ zur Folge haben kann. Natürlich ist die in Fig.5b dargestellte Größe, Form und Anordnung der Entlastungsöffnung 25 nur beispielhaft zu verstehen, die konkrete konstruktive Ausgestaltung richtet sich nach dem Einsatzgebiet des Packungsrings 14 und bleibt dem Fachmann überlassen.

In Fig.6 sind anhand mehrerer Längsschnitte A-A bis D-D durch einen Packungsring 14 beispielhaft verschiedene Möglichkeiten zur Anordnung der Entlastungsöffnung 25 und der Verschleißöffnung 27 dargestellt. In Schnitt A-A ist eine Entlastungsöffnung 25 dargestellt, die in radialer Richtung des Packungsrings 14 verläuft, also im Wesentlichen parallel zu den beiden axialen Ringenden RE1 , RE2. Die Entlastungsöffnung 25 weist einen kreisrunden Querschnitt auf und ist in einem Entlastungsöffnungsaxialabstand x vom ersten axialen Ringende RE1 beabstandet, der sich von der Begrenzung des ersten

Entlastungsöffnungsende 25a der Entlastungsöffnung 25 bemisst, das dem ersten axialen Ringende RE1 zugewandt ist. Der Entlastungsöffnungsaxialabstand x richtet sich nach dem Einsatzgebiet des Packungsrings 14 und insbesondere dem gewünschten Druckverlauf an der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 des Packungsrings, wie anhand Fig.5b gezeigt wurde. Der Entlastungsöffnungsaxialabstand x beträgt vorzugsweise 4% bis 40%, vorteilhafterweise 4-30%, besonders bevorzugt 4-20%, ganz besonders bevorzugt 4-15%, insbesondere maximal 10% der axialen Ringbreite RB des Packungsrings 14. Wie bereits erwähnt sollte der Entlastungsöffnungsaxialabstand x einen gewissen Mindestabstand nicht unterschreiten, um eine ausreichend hohe Festigkeit des Packungsrings 14 zu

gewährleisten, wobei der Mindestabstand 4% der axialen Ringbreite RB beträgt. Die

Entlastungsbohrungen 25 sind also überwiegend auf der, der Niederdruckseite zugewandten Hälfte des Packungsrings 14 vorgesehen, wenn sie, so wie dargestellt, als durchgehende radial verlaufende Bohrungen ausgeführt sind.

Wenn die Entlastungsöffnung 25 als zylindrische Bohrung ausgeführt ist, beträgt der

Entlastungsöffnungsdurchmesser d _B vorzugsweise zwischen 2-30%, vorzugsweise 2-25%, besonders bevorzugt 2-20%, insbesondere 15% der axialen Ringbreite RB des

Packungsrings 14. Die Entlastungsöffnung 25 kann aber auch einen nicht-kreisrunden, vorzugsweise konstanten Querschnitt, beispielsweise einen elliptischen Querschnitt oder einen Querschnitt in Form eines Langlochs aufweisen. In diesem Fall betreffen die genannten Dimensionen die axiale Entlastungsöffnungsbreite der Entlastungsöffnung 25.

Unabhängig von der Querschnittsform und dem Verlauf der Entlastungsöffnungen 25 gilt allgemein, dass die ersten Entlastungsöffnungsende 25a der Entlastungsöffnungen 25 an der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 außermittig angeordnet sind. Sie liegen in axialer Richtung also näher am ersten axialen Ringende RE1 , als am zweiten axialen Ringende RE2. Die axiale Entlastungsöffnungsbreite der Entlastungsöffnungen 25 am ersten Entlastungsöffnungsende 25a, z.B. der Durchmesser bei kreisrundem Querschnitt, hängt damit vom Entlastungsöffnungsaxialabstand x ab. Das bedeutet, je größer der

Entlastungsöffnungsaxialabstand x vom ersten Ringende RE1 ist, desto geringer ist die maximal mögliche axiale Entlastungsöffnungsbreite, um zu gewährleisten, dass die

Entlastungsöffnungsende 25a in axialer Richtung näher am ersten axialen Ringende RE1 liegen, als am zweiten axialen Ringende RE2.

Wie bereits erwähnt und anhand Fig.2 gezeigt, könnte die Entlastungsöffnung 25 aber auch einen, von der radialen Richtung des Packungsrings 14 abweichenden Verlauf aufweisen, wie in Schnitt D-D in Fig.6 gezeigt ist. Die Entlastungsöffnung 25 weist hier analog Schnitt A-

A einen kreisrunden Querschnitt auf, allerdings ist die Entlastungsöffnung 25 in axialer

Richtung in einem Entlastungsöffnungswinkel e zur radialen Richtung geneigt angeordnet.

Das radial äußere zweite Entlastungsöffnungsende 25b der Entlastungsöffnung liegt damit näher am ersten axialen Ringende RE1 als das radiale innere erste

Entlastungsöffnungsende 25a. Im dargestellten Beispiel bemisst sich der

Entlastungsöffnungswinkel e zwischen dem ersten axialen Ringende RE1 und der Achse der, als zylindrische Bohrung ausgeführten Entlastungsöffnung 25. Der

Entlastungsöffnungsaxialabstand x bemisst sich wie bereits beschrieben von der

Begrenzung des ersten Entlastungsöffnungsendes 25a an der radial innenliegenden

Innenumfangsfläche 18, das dem ersten axialen Ringende RE1 zugewandt ist. Die Werte des Entlastungsöffnungsaxialabstands x betreffen natürlich den Neuzustand des Packungsrings 14 ohne Verschleiß. Die Entlastungsöffnung/en 25 kann/können aber auch in einer Draufsicht (Fig.3+4) einen von der radialen Richtung abweichenden Verlauf aufweisen, also geneigt sein, wie nachfolgend anhand Fig.8b noch näher erläutert wird.

Durch die geneigte Anordnung zumindest einer Entlastungsöffnung 25 kann der

Druckausgleich in Abhängigkeit des Verschleißes des Packungsrings 14 verändert werden, da sich die axiale Position des radial inneren Entlastungsöffnungsendes 25a abhängig vom Verschleiß verändert. Im dargestellten Beispiel wandert das Entlastungsöffnungsende 25a bei einem radialen Verschleiß v des Packungsrings 14 in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1. Das bedeutet, dass der Entlastungsöffnungsaxialabstand x _v bei einem radialen Verschleiß v geringer ist als der Entlastungsöffnungsaxialabstand x im Neuzustand des Packungsrings 14. Die Größe des Entlastungsöffnungsaxialabstands x _v hängt natürlich vom Entlastungsöffnungswinkel e ab. Dadurch erhöht sich der Druckausgleich in axialer Richtung in Abhängigkeit des Verschleißzustands des Packungsrings 14, wobei der Grad des Druckausgleichs je nach Größe des Entlastungsöffnungswinkels e gewählt werden kann.

Eine Entlastungsöffnung 25 muss aber nicht vollständig über ihre gesamte Länge geneigt ausgeführt sein, grundsätzlich wäre es auch ausreichend, wenn nur ein an die

Innenumfangsfläche 18 angrenzender Abschnitt der Entlastungsöffnung 25 in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1 geneigt ist. Der restliche, der Außenumfangsfläche 23 zugewandte Abschnitt der Entlastungsöffnung 25 könnte parallel zu den Ringenden RE1 ,

RE2 verlaufen, so wie in Schnitt D-D gestrichelt angedeutet ist. Der Druckausgleich der abschnittsweise geneigten Entlastungsöffnung 25 wäre damit so lange verschleißabhängig, (das erste Entlastungsöffnungsende 25a wandert in Richtung des ersten Ringendes RE1) bis der Verschleiß v erreicht ist und der geneigte Abschnitt der Entlastungsöffnung 25 im

Wesentlichen vollständig verschwunden ist.

Bei weiter fortschreitendem Verschleiß würde der Druckausgleich aufgrund des geraden (gestrichelten) Abschnitts der Entlastungsöffnung 25 im Wesentlichen konstant bleiben, da das erste Entlastungsöffnungsende 25a nicht weiter in Richtung des ersten Ringendes RE1 wandert. Die Länge des geneigten Abschnitts der Entlastungsöffnung 25 in radialer Richtung des Packungsrings 14 beträgt dabei vorzugsweise zwischen 0-60% der Ringhöhe RH, besonders bevorzugt 40%. Die gesamte Entlastungsöffnung 25 oder der an die

Innenumfangsfläche 18 angrenzende Abschnitt der Entlastungsöffnung 25 könnten statt des geraden Verlaufs natürlich auch einen ganz oder teilweise gekrümmten Verlauf aufweisen. Die Entlastungsöffnung 25 oder der an die Innenumfangsfläche 18 angrenzende Abschnitt der Entlastungsöffnung 25 würde in diesem Fall in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1 gekrümmt sein, sodass das erste Entlastungsöffnungsende 25a verschleißabhängig in

Richtung des ersten Ringendes RE1 wandert. Wie bereits erwähnt, sind die Entlastungsöffnungen 25 aber nur optional. Erfindungsgemäß ist zumindest eine (vorzugsweise mehrere) Verschleißöffnung/en 27 an zumindest einem Ringsegment 14a des Packungsrings 14 vorgesehen, wie bereits anhand Fig.2 beschrieben wurde. In Schnitt B-B ist eine Verschleißöffnung 27 in Form einer zylindrischen Bohrung mit konischem Grund und mit einem Verschleißöffnungsdurchmesser d _v dargestellt. Die

Verschleißöffnung 27 erstreckt sich hier in radialer Richtung des Packungsrings 14, im gezeigten Beispiel also parallel zum ersten und zweiten axialen Ringende RE1 , RE2. Die Verschleißöffnung 27 erstreckt sich allerdings im Unterschied zur Entlastungsöffnung 25 ausgehend von der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings 14 nur über einen Teil der Ringhöhe RH in Richtung der radial innenliegenden

Innenumfangsfläche 18, ohne diese (im Neuzustand, ohne Verschleiß) zu erreichen. Das bedeutet, dass die Verschleißöffnung 27 erst ab einem bestimmten radialen Verschleiß v des Packungsrings die radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings 14 mit der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 verbindet. Die Verschleißöffnung 27 trägt damit erst ab diesem Verschleißzustand v zum (in Fig.5b beschriebenen) Druckausgleich bei und übernimmt im Wesentlichen dann eine analoge Funktion wie die Entlastungsöffnungen 25.

Die zumindest eine Verschleißöffnung 27 ist in einem Verschleißöffnungsaxialabstand y vom ersten axialen Ringende RE1 beabstandet, wobei sich der Verschleißöffnungsaxialabstand y von dem Punkt der Verschleißöffnung 27 bemisst, der der in radialer Richtung am nächsten an der Innenumfangsfläche 18 liegt, da dieser Punkt als erstes durch den Verschleiß freigelegt wird. Das bedeutet, dass die Verschleißöffnung 27 nicht mit dem ersten axialen Ringende RE1 verbunden ist, sondern nur mit der radial außenliegenden

Außenumfangsfläche 23 und/oder mit dem zweiten axialen Ringende RE2. Allgemein liegt das der Innenumfangsfläche 18 zugewandte radial innere Verschleißöffnungsende 27a damit zwischen dem ersten und dem zweiten axialen Ringende RE1 , RE2. Das

Verschleißöffnungsende 27a ist damit in axialer Richtung und in Umfangsrichtung gesehen vom Material des Packungsrings 14 umgeben. Im gezeigten Beispiel (Schnitt B-B) ist die Verschleißöffnung 27 als Bohrung mit konischem Grund ausgeführt, der

Verschleißöffnungsaxialabstand y bemisst sich damit bis zur Spitze des

Verschleißöffnungsendes 27a. Der Verschleißöffnungsaxialabstand y kann gleich groß sein wie der Entlastungsöffnungsaxialabstand x, kann aber beispielsweise auch unterschiedlich sein, so wie in Fig.6 angedeutet ist. Vorzugsweise beträgt der

Verschleißöffnungsaxialabstand y 2-20% der axialen Ringbreite RB des Packungsrings 14, besonders bevorzugt 2-15%, insbesondere maximal 10%.

Die radiale Erstreckung der Verschleißöffnung 27 ausgehend von der radial äußeren

Außenumfangsfläche 23, hier die Verschleißöffnungstiefe t _v der zylindrischen Bohrung, ist so gewählt, dass das Verschleißöffnungsende 27a in radialer Richtung in einem Abstand von der Innenumfangsfläche 18 beabstandet ist, der höchstens 40% der radialen Ringhöhe RH beträgt und wird vorteilhafterweise in Abhängigkeit eines erwarteten Verschleißes v des Packungsrings gewählt. Beispielsweise könnte die Zeitdauer bis zum Erreichen eines bestimmten Verschleißes v eines bestimmten Packungsring-Werkstoffs unter bestimmten Betriebsbedingungen und unter Berücksichtigung der Oberflächenrauhigkeit der

Kolbenstange 2 in Versuchen ermittelt werden. Daraus könnte z.B. abgeschätzt werden, wie lange (z.B. viele Betriebsstunden) ein Kompressor bis zum Erreichen des Verschleißes v betrieben werden kann. Die Verschleißöffnungstiefe t _v der Verschleißöffnung 27 könnte dann so bemessen werden, dass die Verschleißöffnung 27 ab einer bestimmten Anzahl von Betriebsstunden die radial äußeren Außenumfangsfläche 23 mit der radial inneren

Innenumfangsfläche 18 verbindet, um ab diesem Zeitpunkt einen erhöhten Druckausgleich zu ermöglichen.

Es könnte aber auch zumindest eine Verschleißöffnung 27 am Packungsring 14 vorgesehen sein, an der zumindest ein, der radial innenliegende Innenumfangsfläche 18 zugewandter Endabschnitt in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1 geneigt ist. Vorzugsweise ist aber nicht nur der Endabschnitt der Verschleißöffnung 27 geneigt (so wie in Schnitt C-C gestrichelt angedeutet ist), sondern die gesamte Verschleißöffnung 27. Insbesondere kann zumindest eine Verschleißöffnung 27 als zylindrische Bohrung ausgeführt sein, die sich von der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 schräg in Richtung der radial

innenliegenden Innenumfangsfläche 18 erstreckt, so wie in Schnitt C-C in Fig.6 dargestellt ist. Die Verschleißöffnung 27 ist hier in einem in einem Verschleißsöffnungswinkel cp zum ersten axialen Ringende RE1 geneigt. Damit würde analog der geraden Ausführung (Schnitt B-B) ab dem Verschleiß v ein erhöhter Druckausgleich stattfinden. Zusätzlich würde bei der geneigten Variante gemäß Schnitt C-C ab dem Verschleiß v der Druckausgleich in

Abhängigkeit des weiter fortschreitenden Verschleißes automatisch erhöht, wie bereits anhand der Entlastungsöffnung 25 erläutert wurde. Die Verschleißöffnungstiefe t _v entspricht bei der schrägen Bohrung nicht der Bohrungstiefe, sondern der maximalen Erstreckung der Verschleißöffnung 27 in radialer Richtung, ausgehend von der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23, so wie in Schnitt C-C dargestellt ist.

Der Verschleißöffnungsdurchmesser d _v der Verschleißöffnung/en 27 (bei kreisrundem Guerschnitt) kann beispielsweise dem Entlastungsöffnungsdurchmesser V _E entsprechen oder davon verschieden sein. Vorzugsweise beträgt der Verschleißöffnungsdurchmesser d _v der Verschleißöffnung/en 27 zwischen 2-60% der axialen Ringbreite RB des Ringsegments 14a, besonders bevorzugt 25%. Ebenso könnte der Verschleißsöffnungswinkel cp zwischen der Verschleißöffnung 27 und dem ersten axialen Ringende REIdem Entlastungsöffnungswinkel e entsprechen oder davon verschieden sein. Das hängt wiederum von den Randbedingungen des Einsatzes des Packungsrings 14 ab und von den gewünschten Eigenschaften hinsichtlich des zu erzielenden Druckausgleichs.

Die Entlastungsöffnungen 25 und/oder die Verschleißöffnungen 27 müssen aber nicht zwangsläufig in die radial außenliegende Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings 14 münden. Es wäre z.B. denkbar, dass sich eine Entlastungsöffnung 25 und/oder

Verschleißöffnung 27 zusätzlich oder alternativ in das zweite axiale Ringende RE2 erstreckt, beispielsweise so wie in Schnitt A-A für die Entlastungsöffnung 25 und in Schnitt B-B für die Verschleißöffnung gestrichelt angedeutet ist. Da der zylinderseitige hohe Druck P _H auch am zweiten axialen Ringende RE2 anliegt, könnte der Effekt des Druckausgleichs auch mit einer Entlastungsöffnung 25 realisiert werden, die die radial innenliegende Innenumfangsfläche 18 mit dem zweiten axialen Ringende RE2 verbindet bzw. mit einer Verschleißöffnung 27, welche ab einem bestimmten Verschleiß v die Innenumfangsfläche 18 mit dem zweiten axialen Ringende RE2 verbindet. Aufgrund der einfacheren Herstellung ist aber vorteilhaft, wenn die Entlastungsöffnungen 25 und/oder die Verschleißöffnungen 27 insbesondere in Form einer zylindrischen Bohrung ausgehend von der radial außenliegende

Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings 14 bis bzw. in Richtung der radial innenliegende Innenumfangsflächen 18 angeordnet werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Packungsrings 14 kann am

Packungsring 14 zumindest eine Ausgleichsausnehmung 32 vorgesehen sein, wie in Fig.7a- 7d jeweils anhand eines Ringsegments 14a dargestellt ist. Die zumindest eine

Ausgleichsausnehmung 32 erstreckt sich von der radial außenliegenden

Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings 14 über einen Teil der Ringhöhe RH in Richtung der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 des Packungsrings 14 und vom ersten axialen Ringende RE1 über einen Teil der Ringbreite RB in Richtung des zweiten axialen Ringendes RE2. Die Ausgleichsausnehmung/en 32 dient/dienen im Wesentlichen dazu, die axiale Anpresskraft und folglich die Reibung an der Kontaktfläche zwischen dem ersten axialen Ringende RE1 und dem Gehäusesegment 3i (schematisch in Schnitt E-E in Fig.7a angedeutet) der Abdichtungsvorrichtung 1 im Betrieb des Kompressors zu verringern.

Insbesondere bei stark druckausgeglichenen Packungsringen 14 (z.B. große Anzahl von

Entlastungsöffnungen 25, geringer Entlastungsöffnungsumfangsabstand z, geringer

Entlastungsöffnungsaxialabstand x) kann es Vorkommen, dass der Packungsring 14 im

Betrieb bedingt durch den hohen Druckausgleich nur noch mit einer relativ geringen resultierenden Kraft radial gegen die Kolbenstange 2 gepresst wird (siehe z.B. Fig.5b).

Etwaig im Betrieb auftretenden Lateralbewegungen der Kolbenstange 2 könnte der

Packungsring 14 ohne Ausgleichsausnehmung 32 aufgrund der Reibung an der

Kontaktfläche zwischen dem ersten axialen Ringende RE1 und dem Gehäusesegment 3i unter Umständen nur unzureichend folgen, was zu einem Abheben des Packungsrings 14 von der Kolbenstange 2 in radialer Richtung und damit zu unerwünschten Leckagen führen würde. Durch die Ausgleichsausnehmung 32 wird die, der lateralen Bewegung des

Packungsrings 14 entgegenwirkende Reibungskraft verringert, wodurch der Packungsring 14 den Bewegungen der Kolbenstange 2 in radialer Richtung besser folgen kann. Die

Ausgleichsausnehmung/en 32 kann/können verschieden ausgestaltet sein, wie nachfolgend im Detail anhand Fig.7a-7d beschrieben wird, wobei links jeweils das Ringsegment 14a in Draufsicht dargestellt ist und rechts jeweils eine Schnittansicht entsprechend der jeweiligen in der Draufsicht eingezeichneten Schnittlinie.

In Fig.7a ist die Ausgleichsausnehmung 32 in Form einer länglichen Nut der Breite b _A ausgeformt, die ein erstes Ausgleichsausnehmungsende 32a und ein in Umfangsrichtung in einem bestimmten Winkel davon beabstandetes zweites Ausgleichsausnehmungsende 32b aufweist, wie in der Darstellung links ersichtlich ist. Die im Schnitt E-E ersichtliche maximale Erstreckung t der Ausgleichsausnehmung 32 in radialer Richtung beträgt vorzugsweise 60% der radialen Ringhöhe RH. Dadurch wird gewährleistet, dass noch eine ausreichend große statische Dichtfläche am ersten axialen Ringende RE1 zur Verfügung steht, welche mit der Kontaktfläche am Gehäusesegment 3i in Kontakt steht, um eine radiale Abdichtung zu erreichen. Die maximale Erstreckung t der Ausgleichsausnehmung/en 32 in radialer Richtung gilt unabhängig von der konstruktiven Ausgestaltung der

Ausgleichsausnehmung/en 32. Die maximale Ausgleichsausnehmungstiefe t _A der

Ausgleichsausnehmung/en 32 in axialer Richtung des Packungsrings 14 beträgt zwischen 1- 40% der Ringbreite RB des Packungsrings 14, vorzugsweise 0,5mm, wobei dies ebenfalls unabhängig von der konkreten Ausgestaltung (Fig.7a-7d) der Ausgleichsausnehmung 32 gilt.

Die Ausgestaltung gemäß Fig.7b weist mehrere getrennte Ausgleichsausnehmungen 32 auf, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet sind, wie in der linken Draufsicht dargestellt ist. Dadurch können die in Umfangsrichtung außenliegend (an den

Segmentenden SE1 , SE2) angeordneten Ausgleichsausnehmungen 32 beispielsweise anders dimensioniert werden als die dazwischen liegenden Ausgleichsausnehmungen 32, wodurch die Anpresskraft in Umfangsrichtung variiert werden kann. Der rechts dargestellte Schnitt F-F zeigt, wiederum die Erstreckung t der entsprechenden Ausgleichsausnehmung 32 in radialer Richtung sowie die Ausgleichsausnehmungstiefe t _A .

Die Ausgestaltung der Ausgleichsausnehmung 32 in Fig.7c entspricht im Wesentlichen jener in Fig.7a, aber mit dem Unterschied, dass die Ausgleichsausnehmung 32 in einem, in

Umfangsrichtung zwischen dem ersten Ausgleichsausnehmungsende 32a und dem zweiten

Ausgleichsausnehmungsende 32b liegenden Bereich zusätzliche

Ausgleichsausnehmungsöffnungen 32c aufweist, welche die Ausgleichsausnehmung 32 radial mit der radial außen liegenden Außenumfangsfläche 23 verbinden, wie in der linken

Draufsicht ersichtlich ist. Der rechts dargestellte Schnitt G-G zeigt, wiederum die Erstreckung hi _A der Ausgleichsausnehmung 32 in radialer Richtung sowie die

Ausgleichsausnehmungstiefe .

Fig.7d zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Ausgleichsausnehmung 32, wobei die

Ausgleichsausnehmung 32 über ihre gesamte Erstreckung in Umfangsrichtung radial mit der Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings verbunden ist, wie in der linken Draufsicht dargestellt ist. Dadurch entsteht eine relativ große Kontaktfläche am Gehäusesegment 3i, an der der zylinderseitige hohe Druck P _H wirken kann, wodurch die axiale Anpresskraft des Packungsrings 14 an das Gehäusesegment 3i im Vergleich zu den Varianten gemäß Fig.7a- c weiter verringert werden kann. Der rechts dargestellte Schnitt H-H zeigt, wiederum die Erstreckung t der entsprechenden Ausgleichsausnehmung 32 in radialer Richtung sowie die Ausgleichsausnehmungstiefe t _A.

Die gezeigten Varianten sind aber natürlich nur beispielhaft, die in nicht einschränkender Weise mögliche konstruktive Ausgestaltungen der Ausgleichsausnehmung/en 32 zeigen sollen. Der Fachmann kann natürlich auch andere Ausgestaltungen der

Ausgleichsausnehmung/en 32 vorsehen.

In den Fig.8a-d ist eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen

Packungsrings 14 anhand eines Ringsegments 14a beispielhaft dargestellt. Wie bereits hinlänglich beschrieben, ist an zumindest einem Ringsegment 14a des Packungsrings 14 zumindest eine Verschleißöffnung 27 vorgesehen. Vorzugsweise sind zusätzlich eine oder mehrere Entlastungsöffnung/en 25 vorgesehen, hier vier Entlastungsöffnungen 25 je

Ringsegment 14a, die jeweils in einem Entlastungsöffnungsumfangsabstand z voneinander beabstandet sind. Der Entlastungsöffnungsumfangsabstand z muss aber nicht zwischen allen Entlastungsöffnungen 25 gleich groß sein (so wie dargestellt), sondern könnte z.B. auch unterschiedlich sein.

An der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 zumindest eines Ringsegments 14a des Packungsrings 14 ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung zumindest eine Anlaufausnehmung 33 vorgesehen. Die zumindest eine Anlaufausnehmung 33 erstreckt sich in axialer Richtung des Ringsegments 14a vom zweiten axialen Ringende RE2 über einen Teil der Ringbreite RB in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1. In radialer Richtung des Ringsegments14a erstreckt sich die Anlaufausnehmung 33 von der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 des Ringsegments 14a über einen kleinen Teil der Ringhöhe RH in Richtung der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 des Ringsegments 14a. In Umfangsrichtung ist die Anlaufausnehmung 33 von den jeweiligen Segmentenden SE1 , SE2 beabstandet. Fig.8d zeigt eine isometrische Ansicht des

Ringsegments 14a, wobei die Anlaufausnehmung 33 gut ersichtlich ist. Im gezeigten Beispiel ist nur eine Anlaufausnehmung 33 am Ringsegment 14a vorgesehen, es könnten aber natürlich auch mehrere, im Verhältnis zur dargestellten Anlaufausnehmung 33 kleinere Anlaufausnehmungen 33 in Umfangsrichtung voneinander beabstandet nebeneinander am Ringsegment 14a vorgesehen werden.

Die Anordnung einer Anlaufausnehmung 33 wird insbesondere bei stark

druckausgeglichenen Packungsringen 14 (z.B. große Anzahl an Entlastungsöffnungen 25, geringer Entlastungsöffnungsumfangsabstand z und geringer

Entlastungsöffnungsaxialabstand x) verwendet. Bei solchen Packungsringen 14 kann es beim Hochlaufen des Kompressors aus dem Stillstand zu erhöhten Leckagen kommen, da der radiale Anpressdruck, mit der der Packungsring 14 gegen die Kolbenstange 2 gepresst wird, unter Umständen nicht ausreicht, um fertigungsbedingte Toleranzfehler oder allfällige Grate am Packungsring 14 und/oder an der Kolbenstange 2 auszugleichen. Durch die Anordnung zumindest einer Anlaufausnehmung 33 liegt der Packungsring 14 am Beginn der Hochlaufphase auf einer, im Vergleich zur gesamten radial innenliegenden

Innenumfangsfläche 18 relativ kleinen Anlauffläche 34 an der Kolbenstange 2 an. Dadurch wird die druckbedingte Flächenpressung an der Anlauffläche 34 am Beginn der

Hochlaufphase erhöht, was zu einer verbesserten Dichtwirkung und folglich geringeren Leckage führt. Unter der Hochlaufphase ist in diesem Zusammenhang nicht nur der erstmalige Start des Kolbenkompressors zu verstehen, sondern jeder Start aus dem

Stillstand (zumindest solange eine Anlauffläche 34 vorhanden ist). Vorzugsweise wird die zumindest eine Anlaufausnehmung 33 so dimensioniert, dass die verbleibende Anlauffläche 34 eines Ringsegments 14a zwischen 25% und 75% der Innenumfangsfläche 18 des Ringsegments 14a beträgt, vorzugsweise 60%. Wenn mehrere Anlaufausnehmungen 33 am Ringsegment 14a angeordnet werden, bezieht sich das Flächenverhältnis auf die Summe der einzelnen Flächen der Anlaufausnehmungen 33 im Verhältnis zur Innenumfangsfläche 18 des Ringsegments 14a.

In Fig.8a ist ein Ringsegment 14a des Packungsrings 14 in einer Ansicht normal auf die radial innenliegende Innenumfangsfläche 18 dargestellt. Ausgehend vom zweiten axialen Ringende RE2, an der im Betrieb des Kolbenkompressors der zylinderseitige hohe Druck PH anliegt, erstreckt sich Anlaufausnehmung 33 über einen Teil der Ringbreite RB in Richtung des ersten axialen Ringendes RE1 , an dem im Betrieb der relativ dazu niedrigere Druck P _N herrscht. Die Anlaufausnehmungsbreite b _AL in axialer Richtung des Packungsrings 14 beträgt vorzugsweise 30% bis 90% der axialen Ringbreite RB, insbesondere 65%, um eine ausreichend hohe Wirkung während des Hochlaufs des Kompressors zu entfalten. Weiters sind in Fig.8a die ersten Entlastungsöffnungsenden 25a der Entlastungsöffnungen 25 ersichtlich, welche jeweils in Umfangsrichtung im Entlastungsöffnungsumfangsabstand z voneinander beabstandet sind (bemessen von den einander zugewandten Begrenzungen der Entlastungsöffnungsenden 25a). Fig.8b zeigt einen radialen Schnitt durch das Ringsegment 14a gemäß der Schnittlinie l-l der Fig.8a. Fig.8c zeigt einen Längsschnitt durch das Ringsegment 14a gemäß der Schnittlinie J- J der Fig.8b. In Fig.8c ist die im Vergleich zur radialen Ringhöhe RH sehr geringe radiale Anlaufausnehmungstiefe W _. ersichtlich, die sich im Bereich zwischen 1-3% der radialen Ringhöhe RH bewegt, besonders bevorzugt 2%. Durch diese sehr geringe

Anlaufausnehmungstiefe W _. wird das Anlaufverhalten wie beschrieben verbessert, ohne dass sich das Verhalten des Packungsrings 14 während des normalen Betriebs des Kompressors grundlegend verändert. Die Anlaufausnehmung 33 ist daher keine Umfangsnut im

herkömmlichen Sinne, welche die Entlastungsöffnungen 25 verbindet und leistet daher im Betrieb des Kompressors keinen oder einen vernachlässigbar geringen Beitrag zum

Druckausgleich. Nach dem Verschleiß der Anlauffläche 34 verhält sich der Packungsring 14 wie ein Ring ohne Anlaufausnehmung 33. Im Rahmen der Erfindung ist unter der direkten Einmündung der Entlastungsöffnungsenden 25a der Entlastungsöffnungen 25 in die radial innenliegende Innenumfangsfläche 18 damit auch ein Einmünden in die Anlaufausnehmung 33 zu verstehen. Die anhand Fig.5b gezeigten Druckverhältnisse haben also im

Wesentlichen auch für einen Packungsring 14 mit Anlaufausnehmung 33 Gültigkeit. Wenn mehrere Anlaufausnehmungen 33 an einem Packungsring 14 vorgesehen sind, z.B. eine Anlaufausnehmung 33 je Ringsegment 14a (so wie dargestellt) oder mehrere

Anlaufausnehmungen 33 je Ringsegment 14a, können diese auch unterschiedlich ausgeführt sein. Beispielsweise können die Anlaufausnehmungen 33 unterschiedliche radiale

Anlaufausnehmungstiefen W _. und/oder unterschiedliche Formen und/oder unterschiedliche Anlaufausnehmungsbreiten b _AL in axialer Richtung aufweisen, um das Anlaufverhalten des Packungsrings 14 noch variabler gestalten zu können. Die Randbedingungen, insbesondere hinsichtlich der verbleibenden Anlauffläche 34 bleiben aber gleich. Fertigungsbedingt kann/können die Anlaufausnehmung/en 33 an den Kanten unter Umständen auch einen gewissen Radius aufweisen, der sich z.B. aus der Geometrie eines verwendeten Werkzeugs wie beispielsweise einem Fräser ergibt.

In Schnitt l-l in Fig.8b sind nochmals Entlastungsöffnungen 25 sowie Verschleißöffnungen 27 in verschiedenen Varianten dargestellt. Die Entlastungsöffnung 25-1 , die am zweiten

Segmentende SE2 des Ringsegments 14a angeordnet ist unterscheidet sich hier von den restlichen drei Entlastungsöffnungen 25-2. Die Entlastungsöffnungen 25-2 sind als zylindrische Durchgangsbohrungen ausgeführt und weisen einen Verlauf in radialer Richtung des Packungsrings 14 bzw. hier des Ringsegments 14a auf. Die Entlastungsöffnungen 25-2 sind damit nicht geneigt angeordnet (wie z.B. in Fig.2-4), weisen also einen

Entlastungsöffnungswinkel e=0 auf. Die Entlastungsöffnungen 25-2 erstrecken sich also parallel zum ersten und zweiten Ringende RE1 , RE2, wie in Fig.8c ersichtlich ist. Die Entlastungsöffnung 25-1 , die am zweiten Segmentende SE2 des Ringsegments 14a angeordnet ist, verläuft hier in einer von der radialen Richtung des Ringsegments 14a abweichenden Richtung. Im Unterschied zu den in einem ersten Entlastungsöffnungswinkel e in axialer Richtung geneigten Entlastungsöffnungen 25 (Fig.2 + Schnitt D-D in Fig.6), ist die Entlastungsöffnung 25-1 so angeordnet, dass sie zwar in der in Fig.8b gezeigten

Schnittebene liegt, also parallel zum ersten und zweiten Ringende RE1 , RE2, allerdings in dieser Schnittebene in einem zweiten Entlastungsöffnungswinkel w von der radialen

Richtung abweicht. Das bedeutet im Wesentlichen, dass das in die radial außenliegende Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings 14 mündende zweite Entlastungsöffnungsende 25-1 b in Umfangsrichtung vom ersten Entlastungsöffnungsende 25-1 a beabstandet ist, das in die innenliegende Innenumfangsfläche 18 mündet, wie in Fig.8b dargestellt ist.

Der Abstand der Entlastungsöffnungsenden 25-1 a, 25-1 b ergibt sich aus dem

Entlastungsöffnungswinkel w und dem Außendurchmesser Da des Packungsrings 14 zu oo*Da. Durch diese schräge Anordnung der Entlastungsöffnung 25-1 wird auch ein

Druckausgleich in einem nahe am zweiten Segmentende SE2 liegenden Abschnitt der innenliegenden Innenumfangsfläche 18 ermöglicht. Ein solcher Druckausgleich wäre mit einer radial verlaufenden Entlastungsöffnung 25 analog der Entlastungsöffnungen 25-2 aufgrund der Überlappung der Segmentenden SE2, SE1 zweier aneinandergrenzender Ringsegmente 14a nicht oder nur schwer realisierbar. Natürlich wäre es aber auch denkbar, dass eine oder mehrere Entlastungsöffnung/en 25 an einem Packungsring 14 oder einem Ringsegment 14a vorgesehen werden, die sowohl in einem ersten

Entlastungsöffnungswinkel e, als auch in einem zweiten Entlastungsöffnungswinkel w von der radialen Richtung abweichend angeordnet sind. Das bedeutet, das erste

Entlastungsöffnungsende 25a könnte vom zweiten Entlastungsöffnungsende 25b sowohl in axialer Richtung, als auch in Umfangsrichtung beabstandet sein.

Die beiden Verschleißöffnungen 27 verlaufen hier in radialer Richtung des Ringsegments 14a. Wie in Fig.8b ersichtlich ist, erstrecken sich die beiden Verschleißöffnungen 27 mit einer unterschiedlichen Tiefe t _vi > t _V 2 von der radiale außenliegenden Außenumfangsfläche 23 des Packungsrings 14 in Richtung der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18. Bei einem Verschleiß v=RH-t _vi wird zuerst die Verschleißöffnung 27 mit der Tiefe t _vi freigelegt und bei fortschreitendem Verschleiß v=RH-t _V 2 wird die Verschleißöffnung 27 mit der Tiefe t _V 2 freigelegt. Damit wird eine im Wesentlichen zweistufige Erhöhung des Druckausgleichs erreicht. Natürlich könnten auch mehr oder weniger Verschleißöffnungen 27 und/oder Entlastungsöffnungen 25 vorgesehen werden, zumindest jedoch eine Verschleißöffnung 27 an zumindest einem Ringsegment 14a. Eine oder mehrere Verschleißöffnung/en 27 könnte/könnten auch zusätzlich oder alternativ zur unterschiedlichen Tiefe t _v in einem ersten Verschleißöffnungswinkel cp zur radialen Richtung des Packungsrings 14 geneigt angeordnet sein (siehe Schnitt C-C in Fig.6) und/oder in einem (nicht dargestellten) zweiten Verschleißöffnungswinkel l, analog zum zweiten Entlastungsöffnungswinkel w, wie in Fig.8b dargestellt wurde.

Je nach Anwendung können die gezeigten Ausführungsformen der Erfindung natürlich beliebig kombiniert werden, um ein gewünschtes Ergebnis, insbesondere einen

gewünschten Druckausgleich des Packungsrings 14 zu erreichen. Vorzugsweise wird zumindest ein erfindungsgemäßer Packungsring 14 in einer in Fig.1 dargestellten

Abdichtungsvorrichtung 1 eines Kolbenkompressors angeordnet, besonders bevorzugt mehrere erfindungsgemäße Packungsringe 14 in axialer Richtung hintereinander.

Es sei abschließend nochmals darauf hingewiesen, dass die beschriebenen und gezeigten Merkmale der in den Fig.1 -8d dargestellten Ausführungsformen unabhängig voneinander zu betrachten sind und natürlich auch für sich alleine oder in beliebiger Kombination verwendet werden können. Ein Packungsring 14 muss beispielsweise nicht zwangsläufig, so wie in Fig.2 dargestellt, Entlastungsöffnungen 25 und Verschleißöffnungen aufweisen. Im einfachsten Fall könnte der erfindungsgemäße Packungsring 14 an zumindest einem Ringsegment 14a zumindest eine Verschleißöffnung 27 mit beliebiger Form aufweisen, die sich von der radial außenliegenden Außenumfangsfläche 23 und/oder dem zweiten axialen Ringende RE2 des Ringsegments 14a in Richtung der radial innenliegenden

Innenumfangsfläche 18 des Ringsegments 14a erstreckt, wobei das Verschleißöffnungsende 27a der zumindest einen Verschleißöffnung 27 in einem Abstand in radialer Richtung des Ringsegments 14a von der radial innenliegenden Innenumfangsfläche 18 des Ringsegments 14a beabstandet ist, der höchstens 40% der radialen Ringhöhe RH beträgt. Optional könnten zusätzlich eine oder mehrere Entlastungsöffnung/en 25 mit beliebiger Form, Größe und Verlauf vorgesehen werden. Weiters könnten optional eine oder mehrere

Ausgleichsausnehmungen 32 und/oder Anlaufausnehmungen 33 am Packungsring 14 vorgesehen werden, sowie eine oder mehrere Axialnuten 24 und/oder eine Umfangsnut 20.