DE1003674B

DE1003674B - Abdichtungsvorrichtung, insbesondere fuer hydraulisch betaetigte Grubenstempel

Info

Publication number: DE1003674B
Application number: DED23237A
Authority: DE
Inventors: Frank Bastow
Original assignee: Dowty Seals Ltd
Current assignee: Dowty Seals Ltd
Priority date: 1955-06-30
Filing date: 1956-06-29
Publication date: 1957-03-07
Also published as: FR1152811A; GB797684A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdichtungsvorrichtung aus Gummi oder anderem elastischem Material mit U-förmigem Profil zum Abdichten zweier relativ zueinander gleitender zylindrischer Flächen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für hydraulisch betätigte Stempel geeignete Abdichtungsvorrichtung zu schaffen, die hohen Arbeitsdrücken standhält. Die Abdichtung der zylindrischen Flächen macht bei hydraulisch betätigten Grubenstempeln deshalb besondere Schwierigkeiten, weil ein relativ breiter Spalt zwischen dem Zylinderteil und dem Kolbenteil des Stempels vorhanden ist. Unter dem hohen Preßdruck besteht leicht die Gefahr, daß die Gummiabdichtungen so weit deformieren, daß sie in diesen Ringspalt hineingedrückt werden und sie auf diese Weise ihre Abdichtungseigenschaften verlieren. Für den Zylinderteil eines Stempels finden meistens gezogene Rohre Verwendung, deren Innendurchmesser nicht an allen Stellen genau der gleiche ist. Deshalb können die Kolben nicht genau eingepaßt werden. Eine genaue Einpassung würde die Herstellungskosten der Stempel erheblich erhöhen.

Die erfindungsgemäße Lösung der vorbezeichneten Aufgabe besteht darin, daß in die ringförmige Ausnehmung der äußeren Basiskante des aus Gummi bestehenden, in bekannter Weise ein U-förmiges Profil aufweisenden Abdichtungsringes ein zwar aus elastischem, aber sehr verschleiß- und fließfestem Material versehener Stützring eingesetzt ist, der zur Verstärkung des Abdichtungsringes und zur Überbrückung des Ringspaltes zwischen den gegeneinander abzudichtenden Ringflächen eines Kolbens und eines diesen umgebenden Zylinders dient. Die eigentliche Abdichtung wird durch den Abdichtungsring mit dem U-förmigen Profil erzielt, während der Abstützring dafür sorgen soll, daß die Zylinderflächen zwecks Vermeidung von Einkerbungen nicht aufeinander gleiten.

Der Abstützring muß deshalb aus einem Material bestehen, welches sehr verschleißfest ist und sehr lange verwendet werden kann. Ein derartiges Material ist in der Polyamidklasse von Kunstharzen zu finden. Es ist auch unter dem Gesichtspunkt auszusuchen, daß es auch nicht die kleinste Flüssigkeitsmenge aufnehmen darf. Manche Kunstharze auf Polyamidbasis absorbieren nämlich Wasser und vergrößern demzufolge ihre Form. Derartige Kunstharze sind für Dichtungen nicht zu gebrauchen, die bei hydraulisch betätigten Grubenstempeln Verwendung finden sollen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus der an Hand der Fig. 1 bis 3 durchgeführten Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele zu ersehen.

Fig. 1 stellt einen abgebrochenen Querschnitt einer Abdichtungsvorrichtung zwischen der Zylinderwand Abdichtungsvorrichtung, insbesondere
für hydraulisch betätigte Grubenstempel

Anmelder:

Dowty Seals Limited, Ashchurch,

Tewkesbury, Gloucestershire

(Großbritannien)

Vertreter: Dr.-Ing. Dr. rer. pol. H. Kirchhoff,
Patentanwalt, Berlin-Dahlem, Löhleinstr. 43

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 30. Juni 1955

Frank Bastow, Cheltenham,
Gloucestershire (Großbritannien)
ist als Erfinder genannt worden

und dem Kolben eines hydraulisch betätigten Grubenstempels dar; aus

Fig. 2 ist ein gleicher Querschnitt zu ersehen, bei dem der Stützring eine etwas modifizierte Form aufweist; in

Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Abdichtungsring mit U-förmigem Profil veranschaulicht. Die gezeigte Gestalt hat der Ring, bevor er in die Ausnehmung des Kolbens eingesetzt wird.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 der abgebrochene Teil eines Kolbens und mit 2 der abgebrochene Teil einer Zylinderwandung eines hydraulisch betätigten Grubenstempels bezeichnet, wie er beispielsweise in der deutschen Patentschrift 808 225 beschrieben und dargestellt ist. Der Kolben 1 ist mit einer Ausdrehung 3 für die Aufnahme eines Abdichtungsringes versehen, der in dem veranschaulichten Fall aus einem Ring 4 aus synthetischem Gummi mit U-förmigem Profil und einem Abstützring 5 besteht, welcher aus Kunstharz auf Polyamidbasis gefertigt ist. Dieser Abstützring 5 hat einen L-förmigen Querschnitt und ist in einer Ausnehmung an der äußeren Basiskante des Abdichtungsringes 4 derart gelagert, daß er den Zwischenraum zwischen dem Kolben 1 und der Zylinderwand 2 überbrückt.

Die Ringlippe 7 des Abstützringes 5 reicht etwa bis zur Hälfte der Außenseite des Abdichtungsringes 4 und liegt an der Zylinderwand 2 an. Das letztere trifft auch für den Rest der Außenwandung des Ringes 4 zu. Auf diese Weise ist eine gute Flüssigkeitsabdich-

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tung zwischen Zylinderwand und Kolben erreicht. Die senkrecht zu der Lippe 7 stehende Lippe 8 des Stützringes 5 ist an der Basisfläche des Abdichtungsringes 4 befestigt und liegt am Boden der Ausdrehung 3 des Kolbens 1 an. Die radiale Breite der Lippe 8 entspricht ungefähr der halben Breite der Basisfläche des U-förmigen Ringes 4. Der restliche Teil der Basisfläche dieses Ringes liegt auf der Grundfläche der Ausdrehung 3 auf und bildet so eine gute Abdichtung gegen Flüssigkeitsdurchtritt.

Wie aus der Fig. 1 zu erkennen ist, ist auf die Grundfläche der Lippe 8 des Abstützringes 5 ein Ring 9 mit rechteckigem Querschnitt aufgesetzt, der aus Aluminium oder einem anderen weichen Material besteht. Der Ring 9 ist in eine Eindrehung 14 des Kolbens 1 eingelegt. Er ragt ein wenig über die Seitenfläche des Kolbens 1 hinaus und verhindert dadurch, daß der Kolben 1 auf der Zylinderfläche 2 gleitet und dort Einkerbungen verursacht. Der Ring 9 ist mit Feinsitz in den Zylinder 2 eingepaßt. Es besteht deshalb nur ein sehr schmaler Ringspalt zwischen dem Ring 9 und der Wand des Zylinders 2. Dieser Ringspalt ist nach unten durch den Abstützring 5 und den Abdichtungsring 4 abgeschlossen. Der letztere ist — wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt — in bekannter Weise durch eine an den Rändern aufgebogene Flanschscheibe 11 gehalten, die am Kolben 1 mittels der Schraube 12 befestigt ist.

Wenn ein hoher Flüssigkeitsdruck auf die Unterseite des Kolbens 1 einwirkt, dann werden die beiden Schenkel des U-förmigen Ringes 4 gegen den Kolben 1 und den Zylinder 2 gepreßt. Der Abstützring 5 wird auf Grund seiner Elastizität durch den Abdichtungsring 4 in Berührung mit der Zylinderwand 2 und der Bodenfläche der Ausdrehung 3 des Kolbens 1 gebracht. Auf Grund seines großen Widerstandes gegen Fließen und Verbiegen wird der Abstützring 5 den Ringspalt zwischen dem Zylinder 2 und dem Ring 9 überbrücken und in dieser Lage auch bei hohem Flüssigkeitsdruck verbleiben. Der Abstützring 5 wirkt zwar selbst nicht abdichtend, weil er nicht elastisch genug ist, aber seine Funktion ist in der Hauptsache die, den Ringspalt zwischen Kolben und Zylinder beträchtlich zu verkleinern und zu verhindern, daß ein Teil des Abdichtungsringes 4 in diesen Ringspalt hineingedrückt wird.

Auf Grund seiner Elastizität wird sich der Abstützring 5 den Veränderungen des Zylinderdurchmessers anpassen, so daß der effektiv verbleibende Ringspalt, den der Abdichtungsring 4 überbrücken muß, tatsächlich außerordentlich klein ist. Der Abstützring 5 wird gegen die Zylinderwandung durch den hydraulischen Preßdruck gepreßt und deshalb außerordentlich stark durch die Bewegung des Kolbens im Zylinder beansprucht. Da dieser Ring aus Kunstharz auf Polyamidbasis gefertigt ist und eine große Verschleißfestigkeit aufweist, ist auch die Lebensdauer der gesamten Abdichtungsvorrichtung zwischen dem Kolben und dem Zylinder stark verlängert worden.

Wie aus der Fig. 2 zu ersehen ist, kann die darin veranschaulichte Abdichtungsvorrichtung gegenüber der in Fig. 1 dargestellten durch Weglassen des Aluminiumringes 9 vereinfacht werden. Statt des Ringes 9 ist der Abstützring 5 mit einer Erhöhung 13 rechteckigen Querschnitts versehen. Diese Erhöhung 13 ist genau wie der Ring 9 in die Ausdehnung 14 des Kolbens 1 eingepreßt. Im übrigen ist die Konstruktion der Abdichtungsvorrichtung in den Fig. 1 und 2 die gleiche. Die Erhöhung 13 des Abstützringes 5 hat dieselbe Funktion wie der bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 1. benutzte Ring 9. Sie soll verhindern, daß der Kolben 1 mit der Zylinderwandung 2 in Berührung kommt. Die Erhöhung 13 besteht aus dem gleichen außerordentlich verschleißfesten Kunststoffmaterial wie der Abstützring 5. Der zwischen ihr und der Zylinderwand 2 noch vorhandene sehr kleine Ringspalt ist bedeutend geringer als der Ringspalt zwischen dem Aluminiumring 9 und der Zylinderwand 2. Die aus dem Abdichtungsring 4 und dem mit einer Erhöhung 13 versehenen Abstützring 5 zusammengesetzte Abdichtungsvorrichtung hat eine sehr lange Lebensdauer und gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Abdichtungsvorrichtung den Vorteil, daß sie billiger in der Herstellung ist.

Claims

Patentansprüche

1. Abdichtungsvorrichtung, insbesondere für hydraulisch betätigte Grubenstempel, dadurch gekennzeichnet, daß in die ringförmige Ausnehmung (6) der äußeren Basiskante des aus Gummi bestehenden, in bekannter Weise ein U-förmiges Profil aufweisenden Abdichtungsringes (4) ein zwar aus elastischem, aber sehr verschleiß- und fließfestem Material gefertigter, mit rechtwinklig aufeinander stehenden Dichtlippen (7, 8) versehener Stützring (5) eingesetzt ist, der zur Verstärkung des Abdichtungsringes (4) und zur Überbrückung des Ringspaltes zwischen den gegeneinander abzudichtenden Ringflächen eines Kolbens (1) und eines diesen umgebenden Zylinders (2) dient.

2. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (5) aus auch nicht die kleinste Flüssigkeitsmenge aufnehmendem Kunststoff auf Polyamidbasis gefertigt ist.

3. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der aufeinander senkrecht stehenden Lippen (7, 8) des Stützringes (5) ungefähr gleich der halben Höhe und der halben Breite des Abdichtungsringes (4) entspricht.

4. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf die an der Basisfläche einer Ausdrehung (3) des Kolbens (1) anliegenden Lippe (8) des Stützringes (5) ein Ring (9) aus Aluminium oder einem anderen weichen Metall mit rechteckigem Querschnitt gesetzt ist, der ebenfalls in einer Ausdrehung (14) des Kolbens (1) gehalten ist und über die Außenfläche des letzteren so weit hinausragt, daß dieser nicht auf der Innenfläche des ihn umgebenden Zylinders (2) gleiten kann.

5. Abdichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützring (5) mit einer Erhöhung (13) rechteckigen Querschnitts versehen ist, die in einer Ausdrehung (14) des Kolbens (1) gehalten ist und den Ringspalt zwischen Kolben (1) und Zylinder (2) überbrückt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen