(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
長手方向（Ｌ）に可動であるように取り付けられるピストンロッド（５）をシールするためのドライランピストンロッドパッキン（１０）であって、少なくとも１つの室リング（３）とシールリング（２）とを含み、前記室リング（３）は、その中に前記シールリング（２）が配置されるシール室（３ａ）を有し、前記ピストンロッドパッキン（１０）は、高圧側（１０ａ）と低圧側（１０ｂ）とを有し、前記シール室（３ａ）は、前記高圧側（１０ａ）の方に向けられかつ前記低圧側（１０ｂ）に対して前記シール室（３ａ）の境界を定める支持面（３ｂ）を有し、前記シールリング（２）は、半径方向において内側（２ｅ）と外側（２ｆ）とを有するとともに、第１および第２端面（２ａ、２ｂ）を有し、前記第１端面（２ａ）は、前記高圧側（１０ａ）の方に向けられかつ加圧面を形成し、前記第２端面（２ｂ）は、前記低圧側（１０ｂ）の方に向けられかつ接触面（２ｃ）を形成し、それにより、圧力下にあるシールリング（２）は、前記接触面（２ｃ）が前記支持面（３ｂ）に接した状態である、ドライランピストンロッドパッキン（１０）において、
能動的リフトオフデバイス（４）は、前記支持面（３ｂ）と前記接触面（２ｃ）との間に中間間隙（Ｚ）を形成するために、前記支持面（３ｂ）に接しているシールリング（２）を前記高圧側（１０ａ）に向かって前記長手方向（Ｌ）に上昇させるように構成されることを特徴とする、ドライランピストンロッドパッキン。
【請求項２】
前記長手方向（Ｌ）に連続的に配置された複数の室リング（３）およびシール室（３ａ）を含み、単一のシールリング（２）は、各シール室（３ａ）に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のピストンロッドパッキン。
【請求項３】
前記シールリング（２）は、無端シールリングとして構成されることを特徴とする、請求項１または２に記載のピストンロッドパッキン。
【請求項４】
少なくとも２つのリフトオフデバイス（４）は、各シールリング（２）に割り当てられることと、前記リフトオフデバイス（４）は、前記シールリング（２）の円周方向において互いに離間されて配置されることとを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のピストンロッドパッキン。
【請求項５】
３つのリフトオフデバイス（４）は、各シールリング（２）に割り当てられることと、前記リフトオフデバイス（４）は、前記シールリング（２）の円周方向において互いに離間されて配置されることとを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のピストンロッドパッキン。
【請求項６】
前記リフトオフデバイス（４）は、永久磁石（２ｄ）と電磁石とを含み、前記永久磁石（２ｄ）は前記シールリング（２）に配置され、前記電磁石は前記室リング（３）に配置されることを特徴とする、請求項４または５に記載のピストンロッドパッキン。
【請求項７】
前記永久磁石（２ｄ）および前記電磁石は、前記長手方向（Ｌ）において互いに反対側にあるように配置されることを特徴とする、請求項６に記載のピストンロッドパッキン。
【請求項８】
前記リフトオフデバイス（４）は、プッシャー面（４ｄ）を備えたプッシャー部を含み、前記プッシャー面（４ｄ）は、起動状態において前記接触面（２ｃ）の上に突出することを特徴とする、請求項４または５に記載のピストンロッドパッキン。
【請求項９】
前記リフトオフデバイス（４）は、圧電性結晶を含み、前記圧電性結晶は、前記室リング（３）に配置されることを特徴とする、請求項４、５および８のいずれか一項に記載のピストンロッドパッキン。
【請求項１０】
前記シールリング（２）の外側（２ｆ）に作用し、かつ前記シールリング（２）全体または前記シールリング（２）のシールセグメント（２ｉ、２ｋ）を前記半径方向（Ｒ）に変位させるように構成される半径方向アクチュエータ（６）を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載のピストンロッドパッキン。
【請求項１１】
長手方向（Ｌ）に可動であるように取り付けられるピストンロッド（５）をシールするためのドライランピストンロッドパッキン（１０）を作動させるための方法であって、前記ピストンロッドパッキン（１０）は、少なくとも１つの室リング（３）とシールリング（２）とを含み、前記室リング（３）は、その中に前記シールリング（２）が配置されるシール室（３ａ）を有し、前記ピストンロッドパッキン（１０）は、前記ピストンロッド（５）を囲むとともに、作動ガス（Ｇ）に対して高圧側（１０ａ）と低圧側（１０ｂ）とを有し、前記シール室（３ａ）は、前記高圧側（１０ａ）の方に向けられかつ前記低圧側（１０ｂ）に対して前記シール室（３ａ）の境界を定める支持面（３ｂ）を有し、前記シールリング（２）は、半径方向において内側（２ｅ）と外側（２ｆ）とを有するとともに、第１および第２端面（２ａ、２ｂ）を有し、前記第１端面（２ａ）は、前記高圧側（１０ａ）の方に向けられかつ前記作動ガス（Ｇ）のための加圧面を形成し、前記第２端面（２ｂ）は、前記低圧側（１０ｂ）の方に向けられかつ接触面（２ｃ）を形成し、それにより、前記シールリング（２）は、通常運転において前記支持面（３ｂ）に対して前記接触面（２ｃ）で押され、かつ前記支持面（３ｂ）に接触する方法において、
センタリングのために前記支持面（３ｂ）に接している前記シールリング（２）を、能動的リフトオフデバイス（４）によって前記高圧側（１０ａ）に向かって前記長手方向（Ｌ）に移動させて、前記支持面（３ｂ）から離れて上昇させることにより、中間間隙（Ｚ）が、前記支持面（３ｂ）と前記接触面（２ｃ）との間に形成され、前記作動ガス（Ｇ）を、前記間隙内へ前記高圧側（１０ａ）から貫入させることにより、前記長手方向（Ｌ）における前記シールリング（２）の接触圧力が、前記シールリング（２）を前記長手方向（Ｌ）に対して前記半径方向（Ｒ）に移動させるために克服させられる摩擦力を小さくするように低下させられ、さらに、前記シールリング（２）を上昇させた後で前記半径方向（Ｒ）に変位させることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
前記シールリング（２）は、前記ピストンロッド（５）の吸引移動中に再び上昇および下降させられることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
持ち上げられた状態において、前記シールリング（２）は、該シールリングに作用する半径方向の力によって自動的にセンタリングされることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記シールリング（２）全体または前記シールリング（２）のシールセグメント（２ｉ、２ｋ）は、持ち上げられた状態において、機械的に作用する半径方向アクチュエータ（６）によってセンタリングされることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記シールリング（２）は、前記ピストンロッド（５）の１回の完全な往復移動中に一度、再び上昇および下降させられることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記シールリング（２）全体または前記シールリング（２）のシールセグメント（２ｉ、２ｋ）は、前記ピストンロッド（５）と前記シールリング（２）の内側（２ｅ）との間の距離が所定の公称距離値から逸脱する場合、前記半径方向（Ｒ）に変位させられることを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の前提部によるドライランピストンロッドパッキンに関する。本発明はまた、請求項９の前提部によるドライランピストンロッドパッキンを作動させるための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライランピストン圧縮機は、圧縮部において、例えば潤滑油などの外部の潤滑剤なしに機能する圧縮機である。圧縮室は、ここで、圧縮される媒体の望ましくない流出を防ぐかまたは少なくとも最小限まで減らすために、その環境に対して可能な限りシールされなければならない。シールに対する重要な点は、特にピストンロッドがシリンダ内部へと入っていく領域であり、この通路はピストンロッドパッキンとも呼ばれる。
【０００３】
ドライラン圧縮機において、特にピストンロッドをシールするためのシールリングなどのシール要素は、極めて高い機械負荷および熱負荷を受ける。トライボロジー的特性と同様に、そのようなシール要素はまた、高温および高い圧力差でそれらのシール特性を維持しなければならない。
【０００４】
特に、ドライランピストン圧縮機においてピストンロッドをシールするために、今日のシール要素は、充填ポリマーまたは高温ポリマーなどのプラスチックでできていることが多い。使用されるポリマー材料は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｅｔｈｙｌｅｎ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ：Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎ）、ポリイミド（ＰＩ：Ｐｏｌｙｍｉｄ）またはポリアミドイミド（ＰＡＩ：Ｐｏｌｙａｍｉｄｉｍｉｄ）である。これらのポリマーは、通常、カーボン、グラファイト、ガラス繊維、金属、セラミックスまたは固形潤滑剤などの充填剤と混合され、この形態において充填ポリマーとして知られている。
【０００５】
刊行物（特許文献１）は、長手方向に可動なピストンロッドを有するピストン圧縮機のためのドライランピストンロッドパッキンを開示している。このピストンロッドパッキンは、少なくとも１つのシールリングと少なくとも１つのアクチュエータとを含み、アクチュエータはシールリングに作用し、かつ、シールリングをピストンに対して半径方向に変位させることができる。このように、シールリングとピストンロッドとの間の間隙の幅は、制御された方式で変化し得る。この配置構成はそれ自体既知であり、比較的複雑で、かつ、シールリングが部分的により大きい摩耗を受けるという欠点を有する。
【０００６】
刊行物（特許文献２）は、長手方向に可動なピストンロッドを有するピストン圧縮機のためのドライランピストンロッドパッキンを開示している。このピストンロッドパッキンは、少なくとも１つのシールリングと少なくとも１つのアクチュエータとを含み、アクチュエータは、ピストンロッドに対して軸方向の力をシールリングにかけ得る。この配置構成は、ピストンロッドに対して半径方向のシールリングの変位が、シールリングに作用する力により困難であるという欠点を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００６／０４２８６６号
【特許文献２】国際公開第２０１５／０８２４９７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、より有利なドライランピストンロッドパッキンと、ドライランピストンロッドパッキンを作動させるためのより有利な方法とを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、請求項１の特徴を有するドライランピストンロッドパッキンで達成される。従属請求項２〜８は、ピストンロッドパッキンのさらなる有利な実施形態に関する。本目的は、請求項９の特徴を有する方法でさらに達成される。従属請求項１０〜１４は、さらなる有利な方法ステップに関する。
【００１０】
特に、本目的は、長手方向に可動であるように取り付けられるピストンロッドをシールするためのドライランピストンロッドパッキンであって、少なくとも１つの室リングとシールリングとを含み、室リングは、シール室であって、その中にシールリングが配置される、シール室を有し、ピストンロッドパッキンは、高圧側と低圧側とを有し、シール室は、支持面であって、高圧側の方に向けられかつ低圧側に対してシール室の境界を定める支持面を有し、シールリングは、半径方向において内側と外側とを有し、シールリングは、第１および第２端面を有し、第１端面は、高圧側の方に向けられかつ加圧面を形成し、第２端面は、低圧側の方に向けられかつ接触面を形成し、それにより、圧力下にあるシールリングは、接触面が支持面に接した状態であり、能動的リフトオフデバイスは、支持面とシールリングの接触面との間に中間間隙を形成するために、支持面に接しているシールリングを高圧側に向かって長手方向に上昇させるように構成される、ドライランピストンロッドパッキンで達成される。
【００１１】
本目的は、特に、長手方向に可動であるように取り付けられるピストンロッドをシールするためのドライランピストンロッドパッキンを作動させるための方法であって、ピストンロッドパッキンは、少なくとも１つの室リングとシールリングとを含み、室リングは、シール室であって、その中にシールリングが配置される、シール室を有し、ピストンロッドパッキンは、ピストンロッドを囲み、ピストンロッドパッキンは、作動ガスに対して高圧側と低圧側とを有し、シール室は、支持面であって、高圧側の方に向けられかつ低圧側に対してシール室の境界を定める支持面を有し、シールリングは、半径方向において内側と外側とを有し、シールリングは、第１および第２端面を有し、第１端面は、高圧側の方に向けられかつ作動ガスのための加圧面を形成し、第２端面は、低圧側の方に向けられかつ接触面を形成し、それにより、シールリングは、通常運転において支持面に対して接触面で押され、かつ支持面に接触し、センタリングのために支持面に接しているシールリングは、第１に能動的リフトオフデバイスによって高圧側に向かって長手方向に移動させられ、かつしたがって支持面から離れて上昇させられ、それにより、中間間隙は、支持面とシールリングの接触面との間に形成され、作動ガスは、その間隙内へ高圧側から貫入し、それにより、長手方向におけるシールリングの接触圧力は、したがってシールリングを長手方向に対して半径方向に移動させるために克服される摩擦力を小さくするために低下させられ、シールリングは、上昇させられた後で、半径方向に変位させられる、方法でさらに達成される。
【００１２】
有利な実施形態において、シールリングは、無端シールリングとして構成される。このような無端シールリングは、特に容易にピストンロッドに対してセンタリングされ得る。しかしながら、シールリングは、複数部片で構成されてもよく、特に円周方向に配置されかつ少なくとも半径方向に互いに対して変位可能である複数の、好ましくは３つのセグメントを含み得る。
【００１３】
本発明によるドライランピストンロッドパッキンは、長手方向に移動可能に取り付けられるピストンロッドを小さい摩擦で、したがって長い期間にわたり確実に、特に良好にシールするという利点を有する。ピストンロッドパッキンは、シール室を備えた少なくとも１つの室リング、および好ましくは、長手方向に連続的に配置されたシール室を備えた複数の室リングを含み、シールリング、好ましくは、無端シールリングは、各シール室に配置されかつピストンロッドを囲む。シールリングは、ピストンロッドパッキンの低圧側の方に向けられる第２端面を有し、通常、シールリングが第２端面を介して支持面に対して押されるように少なくとも静圧がシールリングに作用し、それにより、支持面はシール室の境界を定める。本発明によるピストンロッドパッキンは、ピストンロッドの走行方向にシールリングを上昇させるリフトオフデバイスを含み、それにより、中間間隙が支持面と第２端面との間に形成される。結果として、シールリングを半径方向に移動させるために克服されなければならないシールリングの静摩擦が低下する。したがって、本発明によるピストンロッドパッキンは、とりわけ、第１に、シールリングがより小さい力で半径方向に移動し得、第２に、半径方向におけるシールリングの変位時、実質的に減少した摩耗が生じるか、またはさらに摩耗が生じないという利点を有する。特に有利な実施形態において、持ち上げられた状態において、シールリングは、それに作用する圧力によってピストンロッドに対して自動的にセンタリングされる。シールリングは、ピストンロッドに接触しないように有利にセンタリングされ、それにより、ピストンロッドにも、ピストンロッドの方に向けられるシールリングのシール面にも摩耗が生じない。シールリングを半径方向に容易に変位させる可能性はまた、ピストンロッドと、ピストンロッドの方に向けられるシールリングのシール面との間のシール間隙が極めて小さく保たれ得るという利点をもたらし、その理由は、ピストンロッドに対するシールリングの位置が変更または調整され得るためである。
【００１４】
有利な方法において、シールリングは、ピストンロッドに対して定期的にセンタリングされる。センタリングは、好ましくは、ピストンロッドの吸引移動中に起きる。特に有利な方法において、シールリングは、ピストンロッドの各吸引移動中、すなわちクランクシャフトの３６０°回転毎に１度、リフトオフデバイスによって上昇させられ、好ましくは、シールリングに作用する作動ガスの圧力によって自動的にピストンロッドに対してセンタリングされる。しかしながら、同様に、持ち上げられた状態においてシールリングを半径方向にセンタリングするために、シールリングに機械的に作用する少なくとも１つの追加的な半径方向アクチュエータを提供することが有利であることも分かる。
【００１５】
したがって、本発明によるピストンロッドパッキンは、シールリングに摩耗がないか、または極めてわずかにのみ摩擦があり、それによりピストンロッドパッキンがより長い作動期間にわたり補修管理なしに作動し得るという利点を有する。本発明によるピストンロッドパッキンは、ピストンロッドとシールリングとの間のシール間隙が、摩擦が生じない状態で極めて小さく保たれるというさらなる利点を有する。この小さいシール間隙は、本発明によるピストンロッドパッキンがより高い圧力下でも同様に確実にシールし得るか、またはシールのために必要であるシールリングの数がより少ないという利点を有する。
【００１６】
リフトオフデバイスは、好ましくは、特に圧電性結晶を含む電気機械的デバイスまたは機械的デバイスとして構成される。有利な実施形態において、本発明によるピストンロッドパッキンは、ピストンロッドに対するシールリングの位置を検出するための少なくとも１つのセンサを含む。このセンサは、例えば、ピストンロッドの表面とシールリングのシール面との間の距離を測定するための距離センサとして構成され得る。センサはまた、例えば、シールリングとピストンロッドとの間の相互接触時に生じる温度上昇を検出するために、シールリングまたはピストンロッドの温度を検出する温度センサとして構成され得る。
【００１７】
本発明は、以下で添付図面を参照して説明される。図示の例示的実施形態は、図示の変形形態への限定を構成せず、本発明の原理を説明するためにのみ機能する。同じまたは同様のコンポーネントには同じ参照符号が付されている。本発明による機能を説明するために、単純化された原理の表現が示されており、そこではピストンロッドパッキンの多くの要素がさらなる明確さのために省略されている。しかしながら、これは、そのようなコンポーネントが本発明による解決策に存在しないことを意味するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ピストンロッドパッキンおよびその中に配置されたドライランピストンロッドを示す図である。
【図２】通常運転中のシール配置構成の長手方向断面の部分図である。
【図３】加えられた圧力が示された図２による図である。
【図４】シールリングの変位中のシール配置構成の長手方向断面の部分図である。
【図５】加えられた圧力が示された図４による図である。
【図６】室リングの上面図である。
【図７】ピストンロッドパッキンのさらなる例示的実施形態を示す図である。
【図８】図７によるシールリングの上面図である。
【図９】ピストンロッドパッキンのさらなる例示的実施形態を示す図である。
【図１０】複数部片のシールリングの斜視図である。
【図１１】複数部片のシールリングを備えたピストンロッドパッキンの例示的実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、ピストンロッド５をシールするためのドライランピストンロッドパッキン１０の長手方向断面を示しており、ピストンロッド５は、ピストンロッドパッキン１０を通って延び、かつ、長手方向Ｌすなわち移動方向５ｂに可動であるように取り付けられている。ピストンロッドパッキン１０は、少なくとも１つの室リング３と、シール室３ａと、シール室３ａに配置された無端シールリング２とを含み、シール室３ａを備えた室リング３およびシールリング２は、シール配置構成１を形成する。シール室３ａの少なくとも１つまたは各シール室３ａにおいて、いくつかのシールリング２、例えば、２つまたは３つのシールリングは、長手方向Ｌに相互に接触して連続的に配置され得る。ピストンロッドパッキン１０は、圧縮される作動ガスＧに対して高圧側１０ａと低圧側１０ｂとを有する。図１に示されたピストンロッドパッキン１０の例示的実施形態は、長手方向Ｌに連続的に配置された５つのシール配置構成１を含み、それにより、ピストンロッド５は、ピストンロッド５をシールする５つのシールリング２に囲まれる。シールリング２は、高圧側１０ａ（シリンダ）と低圧側１０ｂ（クランク室）との間の圧力差をシールする。生じる漏出はいずれも漏出ガスライン８を介して消散され、漏出ガスシール９は、ガスがクランク室の方向に通り抜けるのを少なくとも部分的に防ぐ。
【００２０】
図２は、図１に示された長手方向断面の部分図を詳細に示す。シール室３ａは、支持面３ｂであって、高圧側１０ａの方に向けられかつ低圧側１０ｂに対してシール室３ａ境界を定める支持面３ｂを有する。シールリング２は、半径方向において、ピストンロッド５の方に向けられる内側２ｅと、半径方向外側にある外側２ｆとを有する。間隙Ｓが内側２ｅとピストンロッド５の表面との間に形成される。シールリング２は、第１および第２端面２ａ、２ｂを有し、第１端面２ａは、高圧側１０ａの方に向けられかつ加圧面を形成し、第２端面２ｂは、低圧側１０ｂの方に向けられかつ接触面２ｃを形成し、それにより、圧力下にあるシールリング２は、接触面２ｃが支持面３ｂと接した状態にある。アクチュエータ４ａを含むリフトオフデバイス４は、支持面３ｂと接触面２ｃとの間に中間間隙Ｚを一時的に形成するために、長手方向Ｌにおいて、支持面３ｂと接しているシールリング２を上昇させ得るように構成され、それにより、作動ガスＧが間隙Ｚに貫入することができ、したがってシールリング２に作用する圧力が変わる。図４は、形成された中間間隙Ｚとともに、持ち上げられた状態におけるシールリング２を示し、シールリング２は、リフトオフデバイス４により上昇距離Ａだけ持ち上げられ、最大上昇距離Ａは、好ましくは１ｍｍ未満、有利には０．１ｍｍ未満、特に有利にはわずか数マイクロメートルであり、例えば０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍの範囲である。図２および４による例示的実施形態において、リフトオフデバイス４は、プッシャー面４ｄを有する圧電アクチュエータ４ａを含む。起動状態において、プッシャー面４ｄは、図４に示されるとおり、支持面３ｂの上に突出し、したがってシールリング２を上昇させる。そうでない場合、非起動状態において、すなわち受動状態において、圧電アクチュエータ４ａは、好ましくは、プッシャー面４ｄが支持面３ｂと同じ高さになるか、またはプッシャー面４ｄが支持面３ｂより低くなるかのいずれかの点で、プッシャー面４ｄが支持面３ｂの上に突出しないように室リング３の内部に配置される。アクチュエータ４ａの非起動状態において、シールリング２は、シール室３ａにおける圧力のために支持面３ｂの上にある。
【００２１】
ピストン圧縮機の作動中、少なくとも２つの異なる圧力状態がシールリング２で生じ得る。ピストンロッド５の吸引移動中、好ましくは実質的に一定の吸引圧力がシールリング２にかけられる。ピストンロッド５の圧縮移動中、圧縮圧力がシールリングにかけられる。可能な一例示的実施形態において、吸引移動中の高圧側１０ａへの圧力が４ＭＰａ（４０バール）の吸引圧力である一方、低圧側１０ｂへの圧力は、大気圧、すなわち０．１ＭＰａ（１バール）であり、圧縮移動中、この圧力は、最大で１０ＭＰａ（１００バール）の圧縮圧力まで上昇する。
【００２２】
図３は、図２による図を示し、一定の吸引圧力がシール室３ａまたはシールリング２にかけられ、シールリング２に作用する異なる圧力が詳細に示されている。室圧力Ｐｋがシールリング２の第１端面２ａおよび外側２ｆの両方に作用する。間隙Ｓに沿って、ピストンロッド５の長手方向Ｌにおいて減少する間隙圧力Ｐ１が示される。接触面２ｃに沿って、半径方向において減少する接触圧力Ｐ２が示される。室３ａからの出口に出口圧力Ｐａが存在する。シールリング２を半径方向に変位させるのに必要な半径方向の力ＦＲは、摩擦係数μと接触圧力ＦＮとの積に等しい。
【００２３】
図５は、シールリング２が持ち上げられた状態の図４による図を示し、一定の吸引圧力がシールリング２にかけられ、シールリング２に作用する異なる圧力が詳細に示される。室圧力ＰＫは、シールリング２の第１端面２ａおよび外側２ｆに作用する。間隙Ｓに沿って、ピストンロッド５の長手方向Ｌにおいて減少する間隙圧力Ｐ１が示される。接触面２ｃに沿って、半径方向においてわずかに減少する接触圧力Ｐ２が示される。室３ａからの出口に出口圧力Ｐａが存在する。シールリング２の上昇または結果としての中間間隙Ｚは、わずかに減少する接触圧力Ｐ２をもたらし、接触圧力Ｐ２は、支持面３ｂに作用するシールリング２の接触圧力ＦＮを減少させ、接触圧力ＦＮは、次にシールリングの半径方向変位に必要な力ＦＲを減少させ、半径方向の力ＦＲは、摩擦係数μと接触圧力ＦＮとの積に等しい。図３および５の比較は、図５では、接触圧力ＦＮおよびしたがってまた力ＦＲが実質的に減少することを示す。
【００２４】
図３および５を参照して、長手方向Ｌに可動であるように取り付けられるピストンロッド５をシールするためのドライランピストンロッドパッキン１０を作動させるための方法が説明される。通常運転中、すなわち実質的に一定の吸引圧力がピストンロッドパッキン１０に存在する吸引移動中、接触面２ｃを備えたシールリング２は、支持面３ｂに押し当てられる。シールリング２をセンタリングするために、シールリング２は、第１にリフトオフデバイス４のプッシャー面４ｄによって長手方向Ｌに移動させられ、したがって支持面３ｂから上昇させられ、それにより、したがって長手方向Ｌに対して半径方向Ｒにシールリング２を移動させるために克服されなければならない摩擦力ＦＲを低下させるために、中間間隙Ｚが支持面３ｂとシールリング２の接触面２ｃとの間に作り出される。シールリング２が上昇させられた後、シールリング２がピストンロッド５に対して偏心して配置される場合、シールリング２は、半径方向Ｒに移動させられ、かつシールリング２に作用する全ての圧力の合計を原因として好ましくは自動的にセンタリングされる。
【００２５】
有利には、シールリング２は、ピストンロッド５の吸引移動中にリフトオフデバイス４により再び持ち上げられかつ下降させられる。有利には、持ち上げられた状態において、シールリング２は、それに作用する半径方向の力によって自動的にセンタリングされる。しかしながら、また、シールリング２に作用する半径方向アクチュエータ６により、例えば、図９または１１に示されるとおり機械的に作用する半径方向アクチュエータ６により、持ち上げられた状態におけるシールリング２をセンタリングすることが有利である。有利な方法において、シールリング２は、ピストンロッド５の１回の完全な往復移動中に１度上昇および下降させられる。この方法は、シールリング２が各クランクシャフトの３６０°回転中にピストンロッド５に対して新たにセンタリングされ得、それにより、シールリング２とピストンロッド５との間の相互接触が大部分、有利には完全に、回避され得るという利点を有する。ピストンロッド５の表面に対するシールリング２の位置を検出する少なくとも１つのセンサを配置することも有利である。有利な方法において、シールリング２は長手方向Ｌに持ち上げられ、その後、例えば、ピストンロッド５とシールリング２の内側２ｅとの間の距離が所定の公称距離値から逸脱する場合にのみ、半径方向に変位させられる。このような方法は、例えば、経時的にシールリング２を上昇させる回数を最小限にすることを可能にする。有利な実施形態において、リフトオフデバイス４は、ピストンロッドパッキン１０の各シールリング２のために設けられる。可能な方法において、全てのリフトオフデバイス４は、吸引移動中に再び、好ましくは相互に同調して持ち上げられかつ下降させられる。さらなる有利な方法において、例えば、リフトオフデバイス４の割り当てられたシールリング２が例えば所定の公称距離値から逸脱するリフトオフデバイス４のみが起動させられる。
【００２６】
図６は、図４に示された支持面３ｂの上面図を示す。アクチュエータ４ａと、シールリング２に作用するプッシャー面４ｄとを備えた３つのリフトオフデバイス４は、室リング３において円周方向に離間されて配置される。各室リング３について、互いに円周方向に１８０°だけ離間される少なくとも２つのアクチュエータ４ａが設けられ、好ましくは、特に有利には、互いに円周方向に１２０°だけ均等に離間されて配置された３つのアクチュエータ４ａが設けられる。
【００２７】
図７は、さらなるピストンロッドパッキン１０の長手方向断面の部分図を示す。図２に示されたリフトオフデバイスとは対照的に、図７に示されたリフトオフデバイス４は、永久磁石２ｄと電磁石４ａとを含み、永久磁石２ｄはシールリング２に配置され、電磁石４ａは室リング３に配置され、永久磁石２ｄおよび電磁石４ａは、長手方向Ｌにおいて互いに反対側にあるように配置される。電磁石４ａの起動は、永久磁石２ｄの反発、次いでシールリング２の上昇を招く。図８は、２つの永久磁石２ｄが円周方向に離間されて配置されたシールリング２の第２端面２ｂの上面図を示す。
【００２８】
図９は、さらなるピストンロッドパッキン１０の長手方向断面の部分図を示す。図７に示されたリフトオフデバイスとは対照的に、図９に示されたリフトオフデバイス４は、例えば、プルロッド４ｃなどを含む完全に機械的な配置構成を含み、プッシャー面４ｄを上昇および下降させるために関節継手がアクチュエータ４ａに配置される。有利には、制御ライン６ａを備えた半径方向アクチュエータ６も提供され、これは、シールリング２の外側２ｆに作用し、かつシールリング２を半径方向Ｒに変位させるように構成される。有利には、円周方向に離間される複数の半径方向アクチュエータ６が設けられる。
【００２９】
図１０は、複数部片のシールリング２であって、円周方向に無端でありかつ側方案内部２ｈを有する案内部２ｇを含み、側方案内部２ｈを介して半径方向Ｒに移動可能に取り付けられる２つの狭いシールセグメント２ｉおよび２つの幅広いシールセグメント２ｋを含む複数部片のシールリング２を示す。
【００３０】
図１１は、さらなるピストンロッドパッキン１０の長手方向断面の部分図を示す。図２に示された配置構成とは対照的に、図１１による配置構成は、図１０に示されたシールリング２および半径方向アクチュエータ６も含む。図１０に示されるとおり、シールリング２の断面は、断面線Ａ−Ａを通る。図１１は、特に、シールリング２が接触面２ｃを介して室３ａの支持面３ｂに接していることを示す。リフトオフデバイス４は、圧電アクチュエータ４ａと、電気供給ライン４ｂとを含む。幅広いシールセグメント２ｋは、半径方向Ｒに変位可能であるようにシールリング２に取り付けられる。アクチュエータ４ａの起動は、図４に示されるとおり中間間隙Ｚを作り出す。中間間隙Ｚが開くと、好ましくは、シールリング２の案内部２ｇはピストンロッド５に対してセンタリングされる。図１１に示された配置構成は、少なくとも２つの半径方向アクチュエータ６を含み、それぞれの半径方向アクチュエータ６は、２つの幅広いシールセグメント２ｋの各々に対し、これらを半径方向Ｒに変位させるために作用する。図１１に示された配置構成は、好ましくは４つの半径方向アクチュエータ６を含み、これらは、図１０に示される４つのシールセグメント２ｋ、２ｉの各々が半径方向Ｒに制御可能に変位させられ得るように、ピストンロッドに対して互いに円周方向に離間される。したがって、間隙Ｓの幅、すなわちピストンロッド５の表面と、シールセグメント２ｋ、２ｉのシール面の内側２ｅとの間の距離は調整可能である。図１１に示される配置構成に好適なシールリング２には多くの可能な実施形態があり、シールリング２は、半径方向Ｒに変位可能なシールセグメント２ｉ、２ｋを含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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