DD248853A1

DD248853A1 - Kolbendichtung und anordnung pneumatische arbeitszylinder und kolbenstangenfuehrungen

Info

Publication number: DD248853A1
Application number: DD86290012A
Authority: DD
Inventors: Gottfried Schneider
Original assignee: Neubauer T Paedagog Hochschule
Priority date: 1986-05-07
Filing date: 1986-05-07
Publication date: 1987-08-19
Also published as: DE3715607A1

Abstract

Die Erfindung ist nicht nur auf dem Gebiet der Hochdruckpneumatik im Druckbereich ab p0,4 MPa anwendbar, sondern fuer eine Vielzahl fluidischer Medien. Sie ist aber besonders dort vorteilhaft einsetzbar, wo Reibungsarmut, Wartungs- und Oelnebelfreiheit sowie hohe Zuverlaessigkeit von Arbeitszylindern gefordert wird. Sie ist fuer eine Vielzahl von Lippendichtungen und analogen Dichtungen in einseitiger Abdichtung anwendbar. Es ist daher das Ziel der Erfindung mit geringem Aufwand fuer Hersteller und Anwender ein wartungsarmes Betreiben mit hohem Nutzeffekt zu ermoeglichen. Geloest wird dies dadurch, indem die Lippendichtungen mit ihren Lippen einander zugewandt und durch einen Distanzring, eine Scheibe und einer Befestigungsschraube auf einer Kolbenstange in einem Arbeitszylinder angeordnet sind. Zwischen den Lippendichtungen koennen auch eine Gleitfuehrung sein. Die Lippendichtungen koennen tandemartig und mehrfach paarweise kompakt angeordnet werden. Die Lippendichtungen mit den einander zugewandten Lippen koennen auch aus einem Stueck als Dichtung mit Gleitfuehrung bestehen und mit einer Traegerscheibe fest verbunden sein, wobei die Dichtlippen auch zueinander unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen koennen.

Description

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung ist nicht nur auf dem Gebiet der Hochdruckpneumatik im Druckbereich ab ρ = 0,4MPa anwendbar, sondern für eine Vielzahl fluidischer Medien. Sie ist aber besonders dort vorteilhaft einsetzbar, wo Reibungsarmut, Wartungs- und Ölnebelfreiheit sowie hohe Zuverlässigkeit gefordert werden. Sie ist für eine Vielfalt von Lippendichtungen und analogen Dichtungen in einseitiger Abdichtung anwendbar.

Charakteristik der bekannten Lösungen

Es sind Kolbendichtungen für pneumatische Arbeitszylinder und Kolbenstangenführungen bekannt, bei denen die drei wesentlichen Funktionen „Dichten, Führen und Schmieren" auf verschiedene Weise gelöst werden. Als Dichtungen kommen

z. B. reibungsarme filigrane Dichtungen, sogenannte „Z- und W"-Dichtungen verschiedener Formen, als Führungselemente Gleitbänder, z. B. PTFE oder Acetale und als Schmierstoffträger und -verteiler zum Beispiel technische Filze, Gewebe und Hohlräume in Dichtungen.

In der Patentschrift Nr. 95156 (In. Kl. F16 j 1 /00) ist ein selbstdichtender geführter Kolben offenbart, bei dem das Dichten, Führen und Schmieren in der Weise erfolgt, indem der Kolben selbstdichtend ist und aus einem Stück aus makromolekularem Werkstoff oder dessen Kombination mit nichtmetallischen Einlagen besteht. Auf den beiden druckbeaufschlagten Seiten ist je eine lippenförmig ausgebildete Abdichtwulst mit dazwischen angeordneten ringförmigen Rillen als Führungsringe angeordnet. Die dazwischen befindlichen Vertiefungen dienen als Schmierstoffhaltung.

In der Auslegeschrift Nr. 2631 382 B 2 (Int. Kl. F15 j 1/02) ist ein Kolben, insbesondere für einen Pneumatikzylinder beschrieben, der dadurch gekennzeichnet ist, daß die Gleitfläche und die von dieser seitlich schräg abstehenden Dichtlippen an einem einstückigen Führungsring angeformt sind, der in Umfangsnuten der beiden Kolbenhälften eingesenkt oder eingesetzt und hier mittels einerformschlüssigen Verbindung gehalten wird.

In der Offenlegungsschrift Nr. 2927777 (Int. Kl. F16 j 1/04) wird bei einem Kolben eine preiswerte Schmierung dadurch erreicht, indem der Kolbenkörper als ein ein- oder mehrstückiges Kunststoffteil in sich vereint. Das Kunststoffteil ist auf einem Haltebereich der Kolbenstange elastisch aufgeschrumpft.

In der Patentschrift WP F16J/2742367 ist ein reibungs- und wartungsarmer fluidischer Kolben und eine Kolbenstangenführung offenbart, indem einerseits auf einer Kolbenstange mehrere einen Scheibenkolben bildende scheiben- oder ringförmige Grundelemente und andererseits in analoger Weise in einer zylindrischen Bohrung in einem Kolbenstangenführungsgehäuse angeordnet sind. Die Grundelemente werden so nach den Regeln der Kombinatorik angeordnet, daß innen und außen am Scheibenkolben bzw. im Kolbenführungsgehäuse entsprechende Flächen und Hohlräume für die Funktion bzw. Aufnahme von Gleitelementen, Dichtungen, Schmierelementen, Schmierstoffen und Signalelementen entstehen. Die hier aufgeführten Kolbendichtungsanordnungen und Kolbenstrukturen haben eine Reihe Nachteile, die wie folgt zusammenfassend beschrieben werden.

An pneumatischen Kolben werden hohe Anforderungen bezüglich der Dichtungsverhältnisse und einem wartungsarmen Betrieb gestellt. Diesen Anforderungen werden die Bauelemente mit dem genannten strukturellen Aufbau mit Kolben mit von einander anbgewandten Dichtlippen durch den hohen Verschließ der Dichtungen nicht gerecht. Das Aufschrumpfen von Kunststoffteilen oder anderen Materialien auf den Kolben ist kompliziert und bietet keine Garantie für gute Laufeigenschaften, da die Reibungsenergie relativ groß ist. Durch die Kompaktheit der Kolben ist auch der Aufwand bei Reparaturen umfangreich und teilweise unökonomisch.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, die bekannten Mangel zu beseitigen und die Kolbendichtungen und Kolbenstangenführungsstrukturen so zu verbessern, daß mit geringem Aufwand für den Hersteller als auch für den Anwender ein wartungsarmes Betreiben mit hohem Nutzeffekt ermöglicht wird.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die bekannten Lösungen gewährleisten in ihrem Anwendungsbereich zwar die Funktionen des Dichtens, Führens und Schmierens, werden aber den höheren Anforderungen, die an pneumatische Bauelemente gestellt werden, nicht immer gerecht. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Kolbendichtung und Anordnung für pneumatische Arbeitszylinder und Kolbenstangenführungen zu schaffen, die relativ einfach strukturiert, gute Gleitführung und Dichtheit sowie eine langzeitige Deponierung des Schmierstoffes in der Struktur des Dichtungssystems (Kolben-Kolbenstangenführung) aufweist. Gelöst wird dies dadurch, indem die Lippendichtungen mit ihren Lippen einander zugewandt und durch ein Distanzstück/Massivkolben, einer Scheibe/Anschlag und einer Befestigungsmutter/Bremskegel auf einer Kolbenstange in einem Zylinderrohr angeordnet sind. Zwischen den einander zugewandten Lippendichtungen kann auch eine Gleitführungsscheibe angeordnet werden. Die Gleitführungen können auch direkt als Absatz eine konstruktive Einheit mit der Dichtlippe bilden. Die Dichtlippen können paarweise, tandemartig oder mehrfach kompakt angeordnet sein. Die Lippendichtungen, mit den einander zugewandten Lippen, können auch als Lippendichtpaar aus einem Stück bestehen, wobei die einander zugewandten Lippen gleiche oder unterschiedliche Neigungswinkel aufweisen.

Ausführungsbeispiel

Die erfindungsgemäße Lösung soll an nachfolgendem Ausführungsbeispiel erläutert werden. In den dazugehörenden Skizzen zeigen:

Fig. 1: Paarweise zueinander angeordnete Lippendichtungen

Fig. 2: Beispiele zur Anordnung von Lippen dichtung en mit verschiedenartigen Führungen

Fig. 3: Dichtungssysteme mit verschiedenartigen Dichtungsanordnungen

Fig.4: Varianten kompakter Dichtlippenpaare

Die Verwendung von Lippendichtungen in pneumatischen Arbeitszylindern ist bekannt. Die Anordnung erfolgte aber bisher immer in der Weise, daß die Lippen der Lippendichtungen von einander weg zum Druckraum hinweisen. Das bedeutete auch hohe Anforderungen an die Konstruktion der Zylinder, da durch die Dichtungslippen der Zylinder für den Lippenauslauf etwas langer als der normale Hub sein mußte, d.h. das die Zylinderkonstruktion bisher so gestaltet werden mußte, daß die Zylinderendanschläge die überragenden Lippendichtungen aufnehmen mußten. Auch die Nutzung der Hohlräume in den Dichtungen zur Schmierstoffaufnahme, als Signalgeber oder zur Aufnahme von Schmierstoffträger ist bekannt, führte aber bisher immer noch nicht zu zufriedenstellenden Ergebnissen, da sich am Ende des Zylinders Schmierstoff als Schmierstoffkragen ablagerte, der zur Schmierung nicht mehr zur Verfügung steht. Dagegen arbeitet die erfindungsgemäße Kolbendichtung und Anordnung für pneumatische Arbeitszylinder und Kolbenstangenführung mit Langzeitschmierstoffdepot (Hohlraum an Dichtlippenpaaren für Fett oder Filz für Öl) und ölnebelfreiem Betrieb zuverlässig. Erreicht wird dies dadurch, indem die Lippen 2, 2' zweier bzw. einer Lippendichtung 1; 1' nicht gegeneinander, sondern zueinander angeordnet werden. Dabei können sie durch ein Distanzstück 3 oder durch eine Gleitführungsscheibe 8, paarweise tandemartig oder mehrfachpaarweise kompakt in einem Zylinderrohr 7 oder um eine Kolbenstange 6 angeordnet sein. Ein besonderer Effekt entsteht auch dadurch, wenn die Dichtlippen 2; 2' einen unterschiedlichen Neigungswinkel aufweisen. Bei der Translationsbewegung dichtet z. B. die Lippe 2 ab, während durch den auf sie wirkenden Stau wird der Schmierstoff in das Sch mierstoff depot 9 geleitet und die ZyI inderwand des Zy linderroh res 7 geschmiert, während die Lippe 2'von der Zylinderwand bis auf einen festhaftenden Grenzfilm den Schmierstoff wieder in das Schmierstoffdepot 9 abstreift. Beim Rücklauf des Kolbens übernimmt dann umgekehrt die Lippe 2' die Funktion der Dichtlippe 2 und die Dichtlippe 2 die Funktion der Dichtlippe 2'. Durch diese wechselseitige Funktionsübertragung wird die Funktion Dichten und Schmieren sowie Schmierstoffdeponierung ständig erfüllt, durch die unterschiedliche Dichtlippengeometrie, z. B. die Dichtlippenneigungen, kann die Dichtwirkung, die Schmierung, die Reibung, das Haltevermögen des Schmierstoffs und die Zuverlässigkeit (Lebensdauer) gezielt gestaltet werden. Die Kompaktdichtungen können mit und ohne Gleitführung ausgerüstet sein.

Claims

1. Kolbendichtung und Anordnung für pneumatische Arbeitszylinder und Kolbenstangenführungen mit Langzeitschmierstoffdepot und ölnebenfreiem Betrieb, gekennzeichnet dadurch, daß die Lippendichtungen (1; 1') mit ihren Dichtlippen (2; 2') einander zugewandt sind und durch ein Distanzstück (3), einer Scheibe (4; 4') und einer Befestigungsmutter/Bremskegel (5) auf einer kolbenstange (6) in einem Zylinderrohr (7) angeordnet sind.

2. Kolbendichtung und Anordnung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den einander zugewandten Lippendichtungen (1; 1') eine Gleitführungsscheibe (8) angeordnet ist.

3. Kolbendichtung und Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die einander zugewandten Lippendichtungen tandemartig oder mehrfach paarweise kompakt auf einer Kolbenstange (6) angeordnet sind.

4. Kolbendichtung und Anordnung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Lippendichtungen (1; 1') mit den einander zugewandten Dichtlippen (2; 2') aus einem Stück als Dichtung mit Gleitführung (11; 11') bestehen und mit einer Trägerscheibe (10; 10') fest verbunden sind, wobei die Dichtlippen (2; 2') zueinander auch unterschiedliche Neigungswinkel (α_Ί; α₂) aufweisen können.