Die Erfindung betrifft eine Dichtungsringscheibe gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Trockenlaufende Kolbenkompressoren sind Maschinen, die im Verdichtungsteil ohne jede Fremdschmierung auskommen. Solche Kompressoren weisen feststehende Dichtelemente auf, an denen eine Kolbenstange vorbeibewegt wird. Dabei sind mehrere Dichtelemente üblicherweise paarweise in einer Reihenschaltung hintereinander angeordnet und ^" bilden derart eine sogenannte Packung. Ein derartiges in ^•" einer Packung angeordnetes Paar von Dichtelementen ist aus DE-42 01 246 C2 bekannt. Diese Anordnung und Ausführung von Dichtelementen weist den Nachteil auf, dass jeweilε zwei Dichtelemente in Bewegungsrichtung der Kolbenstange nebeneinander liegend anzuordnen sind, um die Dichtfunktion zu erfüllen. Ein bekanntes Problem solcher Dichtungen an Kolbenstangen ist die entstehende Reibungswärme. Eine Abfuhr der Reibungswärme über die Dichtungselemente selbst ist nur in geringem Mass möglich, da die Dichtungselemente üblicherweise aus Kunststoff ausgebildet sind und thermisch nahezu als Isolator wirken. Der grösste Teil der Reibungswärme wird daher auf eine deutlich weniger effiziente Weise durch die Kolbenstange abgeführt. Die auftretende Reibwärme ist deshalb zu einem grossen Teil für einen hohen Verschleiss

verantwortlich. Daher ist oft eine aufwendige Kühlung der die Dichtelemente enthaltende Packung erforderlich.

Es iεt Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese bekannten Nachteile von Dichtungseiementen zu überwinden.

Diese Aufgabe wird gelöst gemäss den Merkmalen von

Anspruch 1. Die Unteransprüche 2 bis 11 beziehen sich auf weitere vorteilhafte Ausführungsformen.

Die erfindungsgemässe Dichtungsringscheibe eignet sich insbesondere für trockenlaufende Ringkolben-Kompressoren, wobei die Dichtungsringscheiben aus einem Kunststoff mit sogenannten selbstεchmierenden Eigenεchaften beεtehen. Solche Dichtungεringεcheiben werden z. B. verwendet als Kolbenstangendichtungen (Stopfbüchεe, Packung) , bei denen die Kolbenstange an den feststehenden Dichtelementen vorbeibewegt wird. Aufgrund der geringen Warmfestigkeit von polymeren Dichtungsmaterialien kann die entstehende Reibungswärme zu grossen thermischen Problemen führen. Ein Vorteil der erfindungsgemässen Dichtungsringεcheibe ist darin zu sehen, dass die Dichtungsringscheibe in Bewegungsrichtung der Kolbenstange relativ dünn ausgeführt werden kann, und dass im Vergleich zum zitierten Stand der Technik zur Gewährleistung der Dichtfunktion anstelle von bisher zwei Dichtungsringen eine einzige Dichtungsringscheibe genügt. Die erfindungsgemäsεe, relativ dünne Dichtungεringεcheibe weiεt den Vorteil auf, dass ein erhöhter Wärmefluss durch Strahlung von der Kolbenstange zum Metallgehäuse der Packung möglich ist, da die als Isolator wirkende Dichtungsringεcheibe geringere Dimenεionen aufweist, und dasε daε Verhältsnis der nicht durch Dichtungsringe überdeckten Kolbenstangenoberfläche zur Summe der Dichtungsringkontaktfläche wesentlich günstiger wird. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäεsen

Dichtungεringεcheibe iεt darin zu εehen, daεε auf die aus dem Stand der Technik bekannten radialen Trennfugen verzichtet werden konnte. Dadurch ist es nicht mehr notwendig zwei nebeneinander liegende Dichtungsringscheiben zu verwenden, sondern es genügt die Verwendung einer einzigen Dichtungsringscheibe. Als Material für die Dichtungsringscheibe eignen sich Kunststoffe für Trockenlaufanwendungen wie gefüllte Polymere mit einer Matrix aus Polythetrafluorethylen (PTFE) oder eine Mischung von mechanisch festen, hochtemperaturbeständigen und verschleiεεfesten modifizierten Polymeren wie Polyetheretherketon(PEEK) , Polyetherketon(PEK) , Polyimid (PI) , Polyphenylensulfid (PPS) , Polybenzimidazol (PBI) , Polyamidimid (PAI) oder auch Epoxidharz.

Die erfindungsgemäεεe Dichtungεringscheibe ist aus modifiziertem PEEK herstellbar. Dieε weist den Vorteil auf, dasε sich sehr schmale Ringe herstellen lassen, so dass die Kolbenstange einerseitε die Wärme über Strahlungεwärme beεser an die Packung übertragen kann und dass andererseits eine kleinere Reibungεflache zwiεchen Dichtungsring und Kolbenstange besteht, was die Erwärmung zudem reduziert. Somit kann eine zu hohe Erwärmung der Kolbenstange verhindert werden, was den Vorteil aufweist, dass die aus PEEK bestehende Dichtungsringεcheibe nicht thermiεch überlaεtet wird oder gar εchmilzt.

In den folgenden Figuren werden verεchiedene Ausführungsbeiεpiele der Erfindung beschrieben. Es zeigen:

Fig. la eine Aufsicht eines ringförmigen Dichtungsteils;

Fig. lb eine Seitenansicht des Dichtungsteils gemäss Fig. la;

Fig. lc eine Aufεicht auf ein Abschlussteil;

Fig. ld eine Seitenansicht des Abschluεεteilε gemäεs Fig. lc;

Fig. le eine zusammengesetzte Dichtungsringscheibe in Aufsicht;

Fig. lf eine Seitenansicht der zusammengesetzten Dichtungsringscheibe gemäsε Fig. le;

Fig. lg einen Schnitt durch daε Dichtungsteil gemäss Fig. la entlang der Linie A-A;

Fig. lh eine perspektiviεche Ansicht der Teile einer Dichtungsringscheibe;

Fig. 2a eine Aufsicht eines ringförmigen - Dichtungsteilε;

Fig. 2b eine Seitenansicht des Dichtungsteilε gemäεs Fig. 2a;

Fig. 2c eine Aufsicht auf ein Abschluεεteil;

Fig. 2d eine Seitenansicht des Abschluεεteilε gemäεε Fig. 2c;

Fig. 3a eine Dichtungεringεcheibe mit exzentrischem Dichtungsteil und Abschluεsteil;

Fig. 3b eine Seitenansicht der Dichtungsringεcheibe gemäεs Fig. 3a;

Fig. 4a ein weiteres Ausführungεbeispiel eines Dichtungsteils;

Fig. 4b eine Seitenansicht deε Dichtungεteilε gemäεε Fig. 4a;

Fig. 4c ein Abεchluεεteil in Aufsicht;

Fig. 4d eine Seitenansicht des Abschlusεteilε gemäεε Fig. 4c;

Fig. 4e eine zuεammengesetzte Dichtungsringscheibe; .

Fig. 4f eine Seitenansicht der Dichtungsringεcheibe gemäεs Fig. 4e und

Fig. 5 einen Radialεchnitt durch eine erfindungsgemäsεe Dichtungsanordnung im montierten Zustand.

Fig. la sowie Fig. lh zeigen einen ringförmigen Dichtungsteil 2, der einen εektorartigen Auεschnitt 3 aufweist, εo daεε daε Dichtungsteil 2 an dieser Stelle eine Öffnung aufweist. Das Dichtungεteil 2 weist eine zur Kolbenstange 4 hin orientierte Dichtfläche 2a auf, welche eine Dichtfunktion ausübt. Fig. lg zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A, und zeigt den L-förmigen

Querschnitt, den das Dichtungsteil 2 in der vorliegenden Ausführungsform aufweist. Daε Dichtungεteil 2 weiεt ein Hauptteil 2e auf, welcheε beidεeitig in die Endteile 2c, 2d ausläuft. Aus der Seitenansicht gemäsε Fig. lb ist ersichtlich, dass die beiden Endteile 2c, 2d in Richtung einer Senkrechten S zu einer durch das Dichtungsteil 2 aufgespannten Ebene bzw. zur Bewegungsrichtung der Kolbenstange 4 dünner ausgeεtaltet sind als das Hauptteil 2e. Fig. lc zeigt ein Abschlusεteil l, daε ein Hauptteil

le aufweist, sowie beidseitig daran anschliessende Endteile lg, welche ringförmig ausgeεtaltet εind. Fig. ld zeigt eine Seitenansicht der Darεtellung gemäss Fig. lc des Abschluεεteils l, wobei das Abschlussteil 1 in Umfangsrichtung eine Ausnehmung la zur Aufnahme einer

Schlauchfeder 13 aufweist. Sowohl das Dichtungsteil 2 alε auch daε Abschlussteil 1 weisen federnde Eigenεchaften auf. Fig. le zeigt ein auε dem Abschlussteil 1 und dem Dichtungsteil 2 zusammengesetzte Dichtungsringscheibe 12. Dabei wurde das Abεchluεεteil 1 derart auf daε

Dichtungεteil 2 gelegt, daεε daε Abεchluεεteil 1 auf dem unteren Teil 2f deε Dichtungεteileε 2 aufliegt, und dass das Abschlussteil 1 das obere Teil 2g deε Dichtungεteilε ringförmig umschliesst. Das Hauptteil le bedeckt den Auεschnitt 3 des Dichtungsteileε 2, und liegt auf den Endteilen 2c, 2d in Richtung der Senkrechten S auf. Dadurch weiεt die Dichtungsringscheibe 12 über die ganze Fläche der Kolbenstange 4 eine dichtende Funktion auf. Das Hauptteil le sowie das Dichtungsteil 2 weisen in Umfangsrichtung des Dichtungsteilε 2 ein Spiel Sl auf. Vorteilhafterweiεe ist die Dichtungsringscheibe 12 von •einer Schlauchfeder 13 umgeben, so dasε die Dichtungsringscheibe 12 unter eine Vorspannung steht. Während dem Einsatz der Dichtungsringscheibe 12 als Dichtelement führt die Bewegung der Kolbenstange 4 zu einem Verschleiss der Dichtfläche 2a, was einen Materialabtrag bewirkt. Die Schlauchfeder 13, das Spiel Sl sowie die federnden Eigenschaften der Dichtungsringscheibe 12 gewährleisten, dass die Dichtfläche 2a weiterhin auf der Oberfläche der Kolbenstange 4 aufliegen kann. Fig. lf zeigt eine Seitenansicht der Dichtungsringscheibe gemäss Fig. le.

Fig. 2a zeigt ein weiteres Ausführungεbeispiel eines Dichtungsteilε 2, das ein Hauptteil 2e aufweist, welches beidseitig in die Endteile 2c, 2d ausläuft. Das

Dichtungsteil 2 ist wiederum ringförmig ausgestaltet mit einem sektorartigen Ausschnitt 3. Weiter weist das Dichtungsteil 2 auf der dem Ausschnitt 3 gegenüberliegenden Seite eine Stützfläche 2h zum stützen des Abεchlussteils 1 auf. Fig. 2b zeigt eine

Seitenanεicht der Ausführungsform eines Dichtungsteilε gemäss Fig. 2a. Wie in Fig. lb sind auch hier die Endteile 2c, 2d dünner ausgestaltet als das Hauptteil 2e in Richtung der Senkrechten S. Fig. 2c zeigt ein Abεchluεεteil 1 mit Hauptteil le. Fig. 2d zeigt eine

Seitenansicht des Abschlussteils gemäss Fig. 2c mit einer an der Aussenfläche in Umfangsrichtung des Abschlussteilε verlaufenden Auεnehmung la für eine Schlauchfeder 13. Das Dichtungsteil 2 sowie das Abschluεεteil 1 laεεen sich ähnlich wie in Fig. le dargestellt zu einer

Dichtungsringscheibe 12 zusammenεetzen, so dass sich entlang der Oberfläche der Kolbenstange 4 eine Dichtung ergibt.

Fig. 3a zeigt ein weiteres Ausführungεbeispiel einer Dichtungsringscheibe 12. Das Dichtungεteil 2 verjüngt •sich in radialer Richtung gegen das Endteil 2c, 2d hin. Ein solcheε εich verjüngendes Dichtungεteil weiεt den Vorteil auf, daεε die elastischen Eigenschaften in Umfangsrichtung ungefähr ähnlich verlaufen. Ein derart ausgeεtalteteε Dichtungsteil 2 kann von einem

Abschluεεteil wie in Fig. lc dargeεtellt umgeben εein. In diesem Falle wäre die Kolbenstange 4 asymmetrisch bezüglich dem Umfang des Abschluεεteilε 1 angeordnet. Eine weitere Möglichkeit ist die in Fig. 3a dargestellte Ausführungεform eines Abschluεsteils, das ebenfalls einen auεgehend vom Hauptteil le εich verjüngende Endteile lg aufweist, wobei das Dichtungsteil 2 und das Abεchluεεteil 1 gegenseitig derart angepasst εind, daεε daε Dichtungsteil 2 einen axialen, zur Kolbenstange exzentrischen Ansatz 2i aufweist, und dass das

Abεchlussteil 1 eine hierzu komplementäre, exzentriεche Auεnehmung li aufweiεt, derart daεs die Kolbenstange 4 bezüglich der gesamten Dichtungsringscheibe 12 mittig liegt. Fig. 3b zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform einer Dichtungsringεcheibe 12 gemäεs Fig. 3a. Fig. 4a zeigt ein weiteres Dichtungsteil 2 mit Hauptteil 2e welches beidseitig in die Endteile 2c, 2d ausläuft, wobei, wie in Fig. 4b dargestellt, die Endteile 2c, 2d wiederum dünner gegenüber dem Hauptteil 2e dargestaltet sind. Fig. 4c zeigt ein Abschluεεteil 1, daε im vorliegenden Auεführungεbeiεpiel nur aus dem Hauptteil le besteht, welches, wie in Fig. 4d dargestellt, ein Teil lf aufweist. Das Abschlussteil le läsεt εich wie in Fig. 4e dargeεtellt in den Auεεchnitt 3 deε Dichtungsteils 2 einfügen, wobei das Abschlusεteil 1 gegenüber dem Dichtungsteil 2 in Umfangsrichtung des Dichtungsteils 2 verlaufend angeordnet ist und ein in dieεer Richtung verlaufendeε Spiel Sl aufweiεt. Fig. 4f zeigt eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäss 4e. Entlang der Umfangsrichtung des Dichtungsteils 2 sowie der Umfangsrichtung deε Hauptteils le kann eine Ausnehmung la angeordnet sein zur Aufnahme einer Schlauchfeder 13. Die Dichtungsringscheibe 12 eignet sich insbesondere für eine Dichtungsanordnung für eine Kolbenstange 4 mit einem kreisförmigen Querschnitt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Zum grundsätzlichen Aufbau einer Trockenlaufdichtungsanordnung oder Packung 6 gehört zumindestens eine die Kolbenstange 4 umgebende Dichtungskammer 14, die aus zwei Kammerringen 5 gebildet wird und die zu dem zugeordneten Zylinderraum 15 hin dichtend verschraubt ist. Sie besitzt eine zweiteilige Dichtungsringscheibe 12, welche von einer Schlauchfeder 13 umgeben ist und ein Abschlussteil 1 sowie ein Dichtungsteil 2 aufweist. Die Dichtungsringεcheibe 12

liegt unter Vorεpannung mit Dichtflächen 2a an der Kolbenεtange 4 an.