DE10337298A1 - Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System - Google Patents

Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System Download PDF

Info

Publication number
DE10337298A1
DE10337298A1 DE10337298A DE10337298A DE10337298A1 DE 10337298 A1 DE10337298 A1 DE 10337298A1 DE 10337298 A DE10337298 A DE 10337298A DE 10337298 A DE10337298 A DE 10337298A DE 10337298 A1 DE10337298 A1 DE 10337298A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sealing
piston
arrangement according
sealing arrangement
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10337298A
Other languages
English (en)
Inventor
Eckhard Bez
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pfeiffer Vacuum GmbH
Original Assignee
Pfeiffer Vacuum GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pfeiffer Vacuum GmbH filed Critical Pfeiffer Vacuum GmbH
Priority to DE10337298A priority Critical patent/DE10337298A1/de
Priority to AT04016803T priority patent/ATE320560T1/de
Priority to DE502004000347T priority patent/DE502004000347D1/de
Priority to EP04016803A priority patent/EP1508696B1/de
Publication of DE10337298A1 publication Critical patent/DE10337298A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B53/00Component parts, details or accessories not provided for in, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B23/00 or F04B39/00 - F04B47/00
    • F04B53/14Pistons, piston-rods or piston-rod connections
    • F04B53/143Sealing provided on the piston

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System, insbesondere in Vakuumpumpen, zum Abdichten zwischen einer Zylinderinnenwand (1a) und einem in dem Zylinder (1) verschiebbar gelagerten Kolben (3), mit mindestens einem L-förmig ausgebildeten ringförmigen Dichtungselement (5), wobei ein Schenkel (5a) des L-förmigen Dichtungselements (5) zur statischen Abdichtung am Kolben (3) fixiert gelagert ist und der andere, freie Schenkel (5b) des Dichtungselements (5) dynamisch abdichtend an der Zylinderinnenwand (1a) anliegt. Um eine Dichtungsanordnung zu schaffen, die bei langer Lebensdauer eine im Wesentlichen gleichbleibende Leistung des Zylinder-Kolben-Systems gewährleistet, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der die dynamische Abdichtung bewirkende freie Schenkel (5b) zumindest des am oberen, einem Kompressionsraum (4) zugewandten Rand (3a) des Kolbens (3) angeordneten Dichtungselements (5) in die vom Kompressionsraum (4) fortweisende Richtung am Kolben (3) angeordnet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System, insbesondere in Vakuumpumpen, zum Abdichten zwischen einer Zylinderinnenwand und einem in dem Zylinder verschiebbar gelagerten Kolben, mit mindestens einem im Querschnitt L-förmig ausgebildeten ringförmigen Dichtungselement, wobei ein Schenkel des L-förmigen Dichtungselements zur statischen Abdichtung am Kolben fixiert gelagert ist und der andere, freie Schenkel des Dichtungselements dynamisch abdichtend an der Zylinderinnenwand anliegt.
  • Eine gattungsgemäße Dichtungsanordnung zum Abdichten des Kompressionsraums einer Vakuumpumpe ist beispielsweise aus der US 5,921,755 A bekannt. Bei dieser bekannten Dichtungsanordnung sind zwei L-förmige Dichtungselemente so am Kolben gelagert, dass die die dynamische Abdichtung übernehmenden freien Schenkel der Dichtungselemente voneinander fortweisend an der Zylinderinnenwand anliegen.
  • Diese bekannte Ausrichtung der freien Schenkel der Dichtungselemente weist den Nachteil auf, dass sich aufgrund des durch die Reibung an der Zylinderinnenwand auftretenden Abriebs des Dichtungsmaterials im Bereich der freien Schenkel der Totraum im Laufe der Zeit vergrößert, der am oberen, dem Kompressionsraum zugewandten Rand des Kolbens zwischen der Seitenwand des Kolbens und dem freien Schenkel des Dichtungselements beziehungsweise der Zylinderinnenwand ausgebildet ist. Da bei einigen Vakuumpumpen der Kolbenhub sehr gering ist, beispielsweise nur 50 mm beträgt, wirkt sich auch schon eine geringfügige Vergrößerung des Totraums nachteilig auf die Pumpleistung aus.
  • Davon ausgehend liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten bereitzustellen, die bei langer Lebensdauer eine im wesentlichen gleichbleibende Leistung des Zylinder-Kolben-Systems gewährleistet.
  • Die Lösung dieses technischen Problems ist dadurch gekennzeichnet, dass der die dynamische Abdichtung bewirkende freie Schenkel zumindest des am oberen, einem Kompressionsraum zugewandten Rand des Kolbens angeordneten Dichtungselements in die vom Kompressionsraum fortweisende Richtung am Kolben angeordnet ist.
  • Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Dichtungsanordnung wird erstmalig sichergestellt, dass der Materialabrieb des freien Schenkels des Dichtungselements durch die reibende Anlage an der Zylinderinnenwand keinen Einfluss auf die Größe des Totraums hat, der am oberen dem Kompressionsraum zugewandten Rand des Kolbens zwischen der Seitenwand des Kolbens und der Zylinderinnenwand ausgebildet ist.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein aus jeweils zwei L-förmigen Dichtungselementen bestehendes Dichtungspaar am Kolben angeordnet.
  • Die Dichtungselemente dieser Dichtungspaare sind gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform so am Kolben angeordnet, dass die die dynamische Abdichtung bewirkenden freien Schenkel eines jeden Paares der L-förmigen Dichtungselemente aufeinander zuweisen.
  • Gemäß einer zweiten Ausführungsform der Dichtungspaare wird vorgeschlagen, dass die die dynamische Abdichtung bewirkenden freien Schenkel eines jeden Paares der L-förmigen Dichtungselemente in die gleiche, von einem oberhalb des Kolbens angeordneten Kompressionsraum fortweisende Richtung am Kolben angeordnet sind.
  • Gemäß einer praktischen Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Dichtungspaar aus einem am oberen, dem Kompressionsraum zugewandten Rand des Kolbens angeordneten Dichtungselement und einem am unteren Rand des Kolbens angeordneten Dichtungselement besteht. Durch die Verwendung von Dichtungselementen an beiden Rändern des Kolbens wird einerseits die Dichtwirkung der Dichtungsanordnung verbessert und andererseits eine verkantungsfreie Führung des Kolbens im Zylinder gewährleistet.
  • Die Wirkung der Dichtungsanordnung kann weiterhin dadurch verbessert werden, dass am oberen, dem Kompressionsraum zugewandten Rand und am unteren Rand des Kolbens jeweils ein aus zwei Dichtungselementen bestehendes Dichtungspaar angeordnet ist.
  • Um eine gleichbleibende Andruckkraft des freien Schenkels an der Zylinderinnenwand zu gewährleisten, wird mit der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, dass mindestens ein freier Schenkel eines L-förmigen Dichtungselements über ein am Kolben gelagertes Andrückelement gegen die Zylinderinnenwand drückbar ist, wobei das Andrückelement vorteilhafterweise ein in einer ringförmigen Nut des Kolbens gelagerter, an sich bekannter Kolbenring oder Federring ist.
  • Als alternatives Material für das Andruckelement wird erfindungsgemäß ein gefülltes Kunststoffmaterial, insbesondere eine mit Kohlenstofffasern gefüllte Epoxidverbindung, vorgeschlagen.
  • Wenn die eingesetzte Dichtungsanordnung aus mehreren Dichtungselementen besteht, ist vorteilhafterweise zumindest der freie Schenkel des dem oberen, dem Kompressionsraum zugewandten Rand des Kolbens nächstgelegenen Dichtungselements über das Andrückelement gegen die Zylinderinnenwand andrückbar, da hier die Hauptdichtkraft erforderlich ist, um eine Vergrößerung des Totraums zu verhindern.
  • Zur Dimensionierung der Dichtungselemente wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Verhältnis der Länge des freien Schenkels eines jeden L-förmigen Dichtungselements zur Dicke des am Kolben fixiert gelagerten Schenkels 5:1 bis 20:1 beträgt und der am Kolben fixiert gelagerte, die statische Abdichtung bewirkende Schenkel jedes L-förmigen Dichtungselements eine größere Dicke aufweist als der die dynamische Abdichtung bewirkende, an der Zylinderinnenwand anliegende freie Schenkel dieses Dichtungselements. Die Dicke des freien Schenkels eines jeden L-förmigen Dichtungselements beträgt dabei vorteilhafterweise zwischen 0,3 mm und 1 mm.
  • Eine abdichtende Anlage der freien Schenkel an der Zylinderinnenwand mit ausreichender Anpresskraft kann weiterhin dadurch erreicht werden, dass der Außendurchmesser eines jeden Dichtungselements größer ist als der Innendurchmesser des Zylinders.
  • Um den Reibwiderstand zwischen dem freien Schenkel des Dichtungselements und der Zylinderinnenwand zu reduzieren und somit auch den Verschleiß des Dichtungsmaterials zu verringern, besteht jedes L-förmige Dichtungselement zumindest im Bereich des die dynamische Abdichtung bewirkenden freien Schenkels aus einem PTFE-haltigen Material.
  • Da PTFE (Polytetrafluorethylen) nicht sehr abriebfest ist, wird mit der Erfindung schließlich vorgeschlagen, dass das PTFE-haltige Material der freien Schenkel der L-förmigen Dichtungselemente wenigstens einen die mechanische Beständigkeit verstärkenden Zusatzstoff enthält, wobei dieser die mechanische Beständigkeit verstärkende Zusatzstoff vorteilhafterweise ein Metall-, Glas-, Kohlenstoff- oder Kunststoffmaterial, insbesondere eine gewirkte Aramid-Faser, wie beispielsweise Kevlar®, ist.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung, in der vier Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung nur beispielhaft schematisch dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Dichtungsanordnung gemäß dem Stand der Technik;
  • 2 einen ausschnittweisen schematischen Querschnitt durch eine Dichtungsanordnung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
  • 3 einen ausschnittweisen schematischen Querschnit durch eine Dichtungsanordnung gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsform;
  • 4 einen ausschnittweisen schematischen Querschnitt durch eine Dichtungsanordnung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform und
  • 5 einen ausschnittweisen schematischen Querschnitt durch eine Dichtungsanordnung gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
  • Die 1 zeigt schematisch den Aufbau einer Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System gemäß dem Stand der Technik.
  • Das dargestellte Zylinder-Kolben-System, das beispielsweise einen Teil einer Vakuumpumpe bildet, besteht im Wesentlichen aus einem Zylinder (1) und einem mittels einer Kolbenstange (2) längsverschiebbar im Zylinder (1) gelagerten Kolben (3).
  • Um einen oberhalb des Kolbens (3) angeordneten Kompressionsraum (4), über den beispielsweise die aus einem zu evakuierenden Behälter abgesaugte Luft aus dem Zylinder-Kolben-System herausgepresst wird, gegenüber dem Rest des Zylinder-Kolben-Systems druckdicht abzudichten, ist bei dem dargestellten Zylinder-Kolben-System ein Paar L-förmiger Dichtungselemente (5) vorgesehen. Jedes Dichtungselement (5) besteht dabei aus einem am Kolben (3) fixiert gelagerten, statisch abdichtenden Schenkel (5a) und einem freien Schenkel (5b), der dynamisch abdichtend an einer Zylinderinnenwand (1a) des Zylinders (1) anliegt.
  • Bei dieser den Stand der Technik darstellenden Dichtungsanordnung sind die L-förmigen Dichtungselemente (5) so am Kolben (3) gelagert, dass die die dynamische Abdichtung übernehmenden freien Schenkel (5b) der Dichtungselemente (5) voneinander fortweisend an der Zylinderinnenwand (1a) anliegen.
  • Aufgrund der Auf- und Abbewegung des Kolbens (3) innerhalb des Zylinders (1) unterliegen die abdichtend an der Zylinderinnenwand (1a) anliegenden freien Schenkel (5b) der Dichtungselemente (5) einer fortwährenden Reibung, die mit der Zeit zu einem Abrieb des an der Zylinderinnenwand (1a) entlang reibenden Dichtungsmaterials führt. Da die freien Schenkel (5b) der Dichtungselemente (5) so ausgelegt sind, dass sie stets abdichtend gegen die Zylinderinnenwand (1a) anliegen, vergrößert sich ein zwischen einem oberen Rand (3a) des Kolbens (3) und dem freien Schenkel (5b) befindlicher Totraum (6) mit zunehmendem Abrieb des Dichtungsmaterials, da der freie Schenkel (5b) immer dünner wird. Insbesondere bei Vakuumpumpen, bei denen der Kolbenhub häufig sehr gering ist, beispielsweise nur 50 mm beträgt, hat der sich im Laufe der Betriebszeit vergrößernde Totraum (6) eine deutlich negative Auswirkung auf die Pumpleistung des Zylinder-Kolben-Systems.
  • Die in den 2 bis 5 nur ausschnittweise dargestellten Zylinder-Kolben-Systeme unterscheiden sich von dem Stand der Technik gemäß der 1 im Wesentlichen durch die unterschiedliche Anordnung des freien Schenkels (5b) des am oberen Rand (3a) des Kolbens (3) angeordneten Dichtungselements (5). In allen in den 2 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der die dynamische Abdichtung bewirkende freie Schenkel (5b) zumindest des am oberen, dem Kompressionsraum (4) zugewandten Rand (3a) des Kolbens (3) angeordneten Dichtungselements (5) in die vom Kompressionsraum (4) fortweisende Richtung am Kolben (3) angeordnet.
  • Wie aus den 2 bis 5 im Vergleich zum Stand der Technik gemäß 1 ersichtlich, weisen die Ausführungsformen der 2 bis 5 den Vorteil auf, dass der Materialabrieb an dem an der Zylinderinnenwand (1a) anliegenden freien Schenkel (5b) des am oberen, dem Kompressionsraum (4) zugewandten Rand (3a) des Kolbens (3) angeordneten Dichtungselements (5) keinen Einfluss auf die Größe des zwischen dem oberen Rand (3a) des Kolbens (3) und der Zylinderinnenwand (1a) ausgebildeten Totraums (6) hat, da der dünner werdende freie Schenkel (5b) in diesen Fällen einen Zwischenraum (7) zwischen der Seitenwand des Kolbens (3) und der Zylinderinnenwand (1a) unterhalb des abdichtenden freien Schenkels (5b) vergrößert, nicht aber den das Volumen des Kompressionsraums (4) mit beeinflussenden Totraum (6).
  • Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Dichtungselemente (5) immer paarweise am Kolben (3) angeordnet, wobei bei den Ausführungsformen gemäß den 2 und 3 die die dynamische Abdichtung bewirkenden freien Schenkel (5b) eines jeden Paares der L-förmigen Dichtungselemente (5) aufeinander zuweisend am Kolben (3) angeordnet sind, während diese freien Schenkel (5b) bei den Ausführungsformen gemäß den Abbildungen 4 und 5 in die gleiche, vom oberhalb des Kolbens (3) angeordneten Kompressionsraum (4) fortweisende Richtung am Kolben (3) angeordnet sind.
  • Bei der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform besteht das Dichtungspaar aus je einem am oberen Rand (3a) des Kolbens (3) sowie einem am unteren Rand (3b) des Kolbens (3) angeordneten L-förmigen Dichtungselement (5). Die Abbildung zeigt deutlich den Aufbau eines jeden L-förmigen Dichtungselements (5) aus einem starr am Kolben (3) fixiert gelagerten Schenkel (5a) zur statischen Abdichtung, beispielsweise zwischen einem Kolbengrundkörper (3c) und einem Kolbendeckel (3d), sowie einem flexiblen freien Schenkel (5b), der den Kolben (3) dynamisch gegenüber dem Zylinder (1) abdichtend an der Zylinderinnenwand (1a) anliegt. Die freien Schenkel (5b) der beiden Dichtungsele mente (5) dieses Dichtungspaares sind dabei so zueinander angeordnet, dass diese freien Schenkel (5b) aufeinander zuweisen.
  • Die in 3 dargestellte zweite Ausführungsform einer Dichtungsanordnung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass sowohl am oberen, dem Kompressionsraum (4) zugewandten Rand (3a) des Kolbens (3) als auch am unteren Rand (3b) des Kolbens (3) jeweils ein aus zwei Dichtungselementen (5) bestehendes Dichtungspaar angeordnet ist. Die freien Schenkel (5b) der beiden Dichtungselemente (5) eines jeden Dichtungspaares sind dabei wiederum so zueinander angeordnet, dass diese freien Schenkel (5b) aufeinander zuweisen. Zum Festlegen insbesondere der den Kolbenrändern (3a, 3b) fernen Dichtungselemente (5) eines jeden Dichtungspaares sind Kolbeneinsätze (3e) vorgesehen, über die die Schenkel (5a) der Dichtungselemente (5) starr am Kolben (3) fixierbar sind.
  • Um die Anlagekraft der freien Schenkel (5b) an der Zylinderinnenwand (1a) zu verstärken und/oder sicherzustellen, dass die freien Schenkel (5b) auch bei fortschreitendem Materialabrieb mit ausreichend abdichtender Kraft an der Zylinderinnenwand (1a) des Zylinders (1) anliegen, sind bei dem oberen Dichtungspaar dieses Ausführungsbeispiels zusätzlich Andrückelemente (8), beispielsweise Federringe, vorgesehen, die in Nuten (9) im Kolben (3) gelagert von der Kolbenseite her an den freien Schenkeln (5b) anliegen und diese gegen die Zylinderinnenwand (1a) andrücken.
  • Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist das obere Dichtungspaar zwei Andrückelemente (8) auf, während beim unteren Dichtungspaar kein Andrückelement (8) vorgesehen ist. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, auch das untere Dichtungspaar mit Andrückelementen (8) auszustatten oder auch nur ein Andrückelement (8) bei einem oder beiden Dichtungspaaren vorzuse hen oder gar ein oder beide Dichtungspaare andrückelementfrei auszubilden. Vorteilhaft ist der Einsatz eines Andrückelements (8) auf jeden Fall am obersten, dem Kompressionsraum (4) nächsten Dichtungselement (5), da dessen freier Schenkel (5b) die Aufgabe hat, durch eine gleichbleibende ausreichende Abdichtung eine Vergrößerung des Totraums (6) zu verhindern.
  • Weiterhin besteht auch bei der in 2 dargestellten ersten Ausführungsform die Möglichkeit, beide oder auch nur ein Dichtungselement (5), vorzugsweise das obere, mit einem Andrückelement (8) zu versehen.
  • Bei der in 4 dargestellten dritten Ausführungsform besteht das Dichtungspaar wieder aus je einem am oberen Rand (3a) des Kolbens (3) sowie einem am unteren Rand (3b) des Kolbens (3) angeordneten L-förmigen Dichtungselement (5). Die freien Schenkel (5b) der beiden Dichtungselemente (5) dieses Dichtungspaares sind dabei aber so zueinander angeordnet, dass die freien Schenkel (5b) in die gleiche, vom Kompressionsraum (4) fortweisende Richtung am Kolben (3) angeordnet sind.
  • Die in 5 dargestellte vierte Ausführungsform einer Dichtungsanordnung unterscheidet sich von der zuvor beschriebenen Ausführungsform im Wesentlichen dadurch, dass sowohl am oberen, dem Kompressionsraum (4) zugewandten Rand (3a) des Kolbens (3) als auch am unteren Rand (3b) des Kolbens (3) jeweils ein aus zwei Dichtungselementen (5) bestehendes Dichtungspaar angeordnet ist. Die freien Schenkel (5b) der beiden Dichtungselemente (5) eines jeden Dichtungspaares sind dabei wiederum so zueinander angeordnet, dass diese freien Schenkel (5b) in die gleiche, vom Kompressionsraum (4) fortweisende Richtung ausgerichtet sind. Zum Festlegen insbesondere der den Kolbenrändern (3a, 3b) fernen Dichtungselemente (5) eines jeden Dichtungs paares sind wiederum Kolbeneinsätze (3e) vorgesehen, über die die Schenkel (5a) der Dichtungselemente (5) starr am Kolben (3) fixierbar sind.
  • Auch bei dieser dargestellten vierten Ausführungsform sind wieder in Nuten (9) im Kolben (3) gelagerte Andrückelemente (8) vorgesehen, um die Anlagekraft der freien Schenkel (5b) an der Zylinderinnenwand (1a) zu verstärken und/oder sicherzustellen, dass die freien Schenkel (5b) auch bei fortschreitendem Materialabrieb mit ausreichend abdichtender Kraft an der Zylinderinnenwand (1a) des Zylinders (1) anliegen.
  • Bei dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das obere Dichtungspaar zwei Andrückelemente (8) auf, während beim unteren Dichtungspaar nur ein Andrückelement (8) vorgesehen ist. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, auch das untere Dichtungspaar mit zwei Andrückelementen (8) auszustatten oder auch nur ein Andrückelement (8) bei einem oder beiden Dichtungspaaren vorzusehen oder gar ein oder beide Dichtungspaare andrückelementfrei auszubilden. Vorteilhaft ist der Einsatz eines Andrückelements (8) auf jeden Fall am obersten, dem Kompressionsraum (4) nächsten Dichtungselement (5), da dessen freier Schenkel (5b) die Aufgabe hat, durch eine gleichbleibende ausreichende Abdichtung eine Vergrößerung des Totraums (6) zu verhindern.
  • Weiterhin besteht auch bei der in 4 dargestellten Ausführungsform die Möglichkeit, beide oder auch nur ein Dichtungselement (5), vorzugsweise das obere, mit einem Andrückelement (8) zu versehen.
  • Zusätzlich zu den dargestellten und zuvor nur beschriebenen Ausführungsformen sind Ausführungsformen der Dichtungsanordnungen herstellbar und durchaus sinnvoll, die Kombinationen und/oder Abwandlungen der darge stellten Beispiele darstellen. So ist es beispielsweise möglich, das obere Dichtungselement (5) wie in 2 oder 4 dargestellt auszubilden und das untere Dichtungselement (5) als Dichtungspaar gemäß 3 oder 5 auszugestalten. Ebenso kann die gesamte Dichtungsanordnung auch nur aus einem Dichtungselement (5) gemäß 2 oder 4 am oberen Rand (3a) des Kolbens (3) bestehen, wobei bei allen vorgenannten Dichtungsanordnungen wiederum die Verwendung von Andrückelementen (8) möglich und vorteilhaft ist.
  • Alle dargestellten und/oder nur beschriebenen Dichtungsanordnungen zeichnen sich dadurch aus, dass der die dynamische Abdichtung bewirkende freie Schenkel (5b) zumindest des am oberen, dem Kompressionsraum (4) zugewandten Rand (3a) des Kolbens (3) angeordneten Dichtungselements (5) in die vom Kompressionsraum (4) fortweisende Richtung am Kolben (3) angeordnet ist, so dass auch bei fortschreitendem Materialabrieb des an der Zylinderinnenwand (1a) anliegenden freien Schenkels (5b) keine Vergrößerung des Totraums (6) erfolgt.
  • Um den Reibungswiderstand des beziehungsweise der an der Zylinderinnenwand (1a) anliegenden freien Schenkels beziehungsweise Schenkel (5b) zu verringern, besteht jedes L-förmige Dichtungselement (5) zumindest im Bereich des die dynamische Abdichtung bewirkenden freien Schenkels (5b) aus einem PTFE-haltigen Material. Polytetrafluorethylen (PTFE) weist insbesondere unter mechanischer Druckbelastung gute Gleiteigenschaften auf, so dass auf diese Weise hohe Reibungsverluste vermieden werden können.
  • Da andererseits PTFE keine sehr hohe Abriebfestigkeit besitzt, ist es vorteilhaft, wenn das PTFE-haltige Material der freien Schenkel (5b) der L-förmigen Dichtungselemente (5) wenigstens einen die mechanische Beständigkeit verstärkenden Zusatzstoff enthält, wobei hierfür vorzugsweise Metall-, Glas-, Kohlenstoff- oder Kunststoffmaterialien, insbesondere gewirkte Aramid-Fasern, wie beispielsweise Kevlar®, geeignet sind.
  • Neben der beschriebenen Möglichkeit, die Andrückelemente (8) beispielsweise als Federringe auszubilden, kann es sich bei diesen Andrückelementen (8) auch um an sich bekannte Kolbenringe oder Ringe aus einem gefüllten Kunststoffmaterial, insbesondere einer mit Kohlenstofffasern gefüllten Epoxidverbindung, handeln.
  • Die Abdichtwirkung und Anlagekraft der freien Schenkel (5b) der Dichtungselemente (5) an der Zylinderinnenwand (1a) des Zylinders (1) wird neben der Materialeigenschaft der freien Schenkel (5b) und/oder der Andrückelemente (8) von der Dimensionierung der Dichtungselemente (5) bestimmt. Eine dauerhafte Anlage der freien Schenkel (5b) an der Zylinderinnenwand (1a) kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Außendurchmesser eines jeden Dichtungselements (5) größer ist als der Innendurchmesser des Zylinders (1).
  • Weiterhin weist der am Kolben (3) fixiert gelagerte, die statische Abdichtung bewirkende Schenkel (5a) jedes L-förmigen Dichtungselements (5) vorteilhafterweise eine größere Dicke auf als der die dynamische Abdichtung bewirkende, an der Zylinderinnenwand (1a) anliegende freie Schenkel (5b) dieses Dichtungselements (5), wobei die Dicke des freien Schenkels (5b) eines jeden L-förmigen Dichtungselements (5) vorzugsweise zwischen 0,3 mm und 1 mm beträgt.
  • Auch das Verhältnis der Länge des freien Schenkels (5b) eines jeden L-förmigen Dichtungselements (5) zur Dicke des am Kolben (3) fixiert gelagerten Schenkels (5a) hat Einfluss auf die Dichtwirkung der Dichtungsanordnung. So beträgt dieses Länge-zu-Dicke-Verhältnis vorzugsweise 5:1 bis 20:1.
  • 1
    Zylinder
    1a
    Zylinderinnenwand
    2
    Kolbenstange
    3
    Kolben
    3a
    oberer Rand
    3b
    unterer Rand
    3c
    Kolbengrundkörper
    3d
    Kolbendeckel
    3e
    Kolbeneinsatz
    4
    Kompressionsraum
    5
    Dichtungselement
    5a
    Schenkel
    5b
    freier Schenkel
    6
    Totraum
    7
    Zwischenraum
    8
    Andrückelement
    9
    Nut

Claims (18)

  1. Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System, insbesondere in Vakuumpumpen, zum Abdichten zwischen einer Zylinderinnenwand (1a) und einem in dem Zylinder (1) verschiebbar gelagerten Kolben (3), mit mindestens einem L-förmig ausgebildeten ringförmigen Dichtungselement (5), wobei ein Schenkel (5a) des L-förmigen Dichtungselements (5) zur statischen Abdichtung am Kolben (3) fixiert gelagert ist und der andere, freie Schenkel (5b) des Dichtungselements (5) dynamisch abdichtend an der Zylinderinnenwand (1a) anliegt, dadurch gekennzeichnet, dass der die dynamische Abdichtung bewirkende freie Schenkel (5b) zumindest des am oberen, einem Kompressionsraum (4) zugewandten Rand (3a) des Kolbens (3) angeordneten Dichtungselements (5) in die vom Kompressionsraum (4) fortweisende Richtung am Kolben (3) angeordnet ist.
  2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein aus jeweils zwei L-förmigen Dichtungselementen (5) bestehendes Dichtungspaar am Kolben (3) angeordnet ist.
  3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die dynamische Abdichtung bewirkenden freien Schenkel (5b) eines jeden Paares der L-förmigen Dichtungselemente (5) aufeinander zuweisend am Kolben (3) angeordnet sind.
  4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die dynamische Abdichtung bewirkenden freien Schenkel (5b) eines jeden Paares der L-förmigen Dichtungselemente (5) in die gleiche, vom Kompressionsraum (4) fortweisende Richtung am Kolben (3) angeordnet sind.
  5. Dichtungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtungspaar aus einem am oberen, dem Kompressionsraum (4) zugewandten Rand (3a) des Kolbens (3) angeordneten Dichtungselement (5) und einem am unteren Rand (3b) des Kolbens (3) angeordneten Dichtungselement (5) besteht.
  6. Dichtungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass am oberen, dem Kompressionsraum (4) zugewandten Rand (3a) des Kolbens (3) und am unteren Rand (3b) des Kolbens (3) jeweils ein aus zwei Dichtungselementen (5) bestehendes Dichtungspaar angeordnet ist.
  7. Dichtungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein freier Schenkel (5b) eines L-förmigen Dichtungselements (5) über ein am Kolben (3) gelagertes Andrückelement (8) gegen die Zylinderinnenwand (1a) drückbar ist.
  8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückelement (8) ein in einer ringförmigen Nut (9) des Kolbens (3) gelagerter, an sich bekannter Kolbenring ist.
  9. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückelement (8) aus einem gefüllten Kunststoffmaterial, insbesondere einer mit Kohlenstofffasern gefüllten Epoxidverbindung, besteht.
  10. Dichtungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Andrückelement (8) ein in einer ringförmigen Nut (9) des Kolbens (3) gelagerter Federring ist.
  11. Dichtungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest der freie Schenkel (5b) des dem oberen, dem Kompressionsraum (4) zugewandten Rand (3a) des Kolbens (3) nächstgelegenen Dichtungselements (5) über das Andrückelement (8) gegen die Zylinderinnenwand (1a) andrückbar ist.
  12. Dichtungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der am Kolben (3) fixiert gelagerte, die statische Abdichtung bewirkende Schenkel (5a) jedes L-förmigen Dichtungselements (5) eine größere Dicke aufweist als der die dynamische Abdichtung bewirkende, an der Zylinderinnenwand (1a) anliegende freie Schenkel (5b) dieses Dichtungselements (5).
  13. Dichtungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Länge des freien Schenkels (5b) eines jeden L-förmigen Dichtungselements (5) zur Dicke des am Kolben (3) fixiert gelagerten Schenkels (5a) 5:1 bis 20:1 beträgt.
  14. Dichtungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des freien Schenkels (5b) eines jeden L-förmigen Dichtungselements (5) zwischen 0,3 mm und 1 mm beträgt.
  15. Dichtungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Außendurchmesser eines jeden Dichtungselements (5) größer ist als der Innendurchmesser des Zylinders (1).
  16. Dichtungsanordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass jedes L-förmige Dichtungselement (5) zumindest im Bereich des die dynamische Abdichtung bewirkenden freien Schenkels (5b) aus einem PTFE-haltigen (Polytetrafluorethylen) Material besteht.
  17. Dichtungsanordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das PTFE-haltige Material der freien Schenkel (5b) der L-förmigen Dichtungselemente (5) wenigstens einen die mechanische Beständigkeit verstärkenden Zusatzstoff enthält.
  18. Dichtungsanordnung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der die mechanische Beständigkeit verstärkenden Zusatzstoff ein Metall-, Glas-, Kohlenstoff- oder Kunststoffmaterial, insbesondere eine gewirkte Aramid-Faser, wie beispielsweise Kevlar®, ist.
DE10337298A 2003-08-14 2003-08-14 Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System Withdrawn DE10337298A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10337298A DE10337298A1 (de) 2003-08-14 2003-08-14 Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System
AT04016803T ATE320560T1 (de) 2003-08-14 2004-07-16 Dichtungsanordnung für ein zylinder-kolben-system
DE502004000347T DE502004000347D1 (de) 2003-08-14 2004-07-16 Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System
EP04016803A EP1508696B1 (de) 2003-08-14 2004-07-16 Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10337298A DE10337298A1 (de) 2003-08-14 2003-08-14 Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10337298A1 true DE10337298A1 (de) 2005-03-03

Family

ID=34042160

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10337298A Withdrawn DE10337298A1 (de) 2003-08-14 2003-08-14 Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System
DE502004000347T Active DE502004000347D1 (de) 2003-08-14 2004-07-16 Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE502004000347T Active DE502004000347D1 (de) 2003-08-14 2004-07-16 Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1508696B1 (de)
AT (1) ATE320560T1 (de)
DE (2) DE10337298A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006012532A1 (de) * 2006-03-18 2007-09-20 Pfeiffer Vacuum Gmbh Dichtungsanordnung für eine Hubkolbenvakuumpumpe
EP2253846A2 (de) 2009-05-13 2010-11-24 Compart Compressor Technology GmbH Linearverdichter
DE102012202571A1 (de) * 2012-02-20 2013-08-22 Trelleborg Sealing Solutions Germany Gmbh Dichtungsanordnung und Verfahren zu dessen Herstellung

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101806295B (zh) * 2010-04-22 2013-04-03 陈人德 真空泵的活塞式往复双作用单缸抽气装置
JP5381891B2 (ja) 2010-05-11 2014-01-08 マックス株式会社 ロッキングピストンのシール構造
CN105805080B (zh) * 2016-05-22 2017-11-07 蚌埠智达科技咨询有限公司 一种油缸

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2871071A (en) * 1955-02-08 1959-01-27 Perfect Circle Corp Piston ring assembly
GB1183900A (en) * 1968-11-15 1970-03-11 Cross Mfg Co 1938 Ltd Improvements in Piston-and-Ring Arrangements, particularly for Internal Combustion Engines
GB1561861A (en) * 1976-03-20 1980-03-05 Bosch Gmbh Robert Piston assembly
US5921755A (en) * 1997-04-21 1999-07-13 Dry Vacuum Technologies, Inc. Dry vacuum pump
JP2003161260A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Tokico Ltd 往復動圧縮機

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3233853A1 (de) * 1982-09-11 1984-03-15 Erich 7812 Bad Krozingen Becker Pumpe mit kolben und gleitdichtung
US6120035A (en) * 1998-08-26 2000-09-19 Welker Engineering Company Mating ring seal members with beveled mitered interface

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2871071A (en) * 1955-02-08 1959-01-27 Perfect Circle Corp Piston ring assembly
GB1183900A (en) * 1968-11-15 1970-03-11 Cross Mfg Co 1938 Ltd Improvements in Piston-and-Ring Arrangements, particularly for Internal Combustion Engines
GB1561861A (en) * 1976-03-20 1980-03-05 Bosch Gmbh Robert Piston assembly
US5921755A (en) * 1997-04-21 1999-07-13 Dry Vacuum Technologies, Inc. Dry vacuum pump
JP2003161260A (ja) * 2001-11-26 2003-06-06 Tokico Ltd 往復動圧縮機

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006012532A1 (de) * 2006-03-18 2007-09-20 Pfeiffer Vacuum Gmbh Dichtungsanordnung für eine Hubkolbenvakuumpumpe
EP2253846A2 (de) 2009-05-13 2010-11-24 Compart Compressor Technology GmbH Linearverdichter
DE102009021170A1 (de) * 2009-05-13 2010-12-16 Compart Compressor Technology Gmbh Zylinder- und Kolbenstangenabdichtung eines Linearverdichters
DE102012202571A1 (de) * 2012-02-20 2013-08-22 Trelleborg Sealing Solutions Germany Gmbh Dichtungsanordnung und Verfahren zu dessen Herstellung

Also Published As

Publication number Publication date
ATE320560T1 (de) 2006-04-15
EP1508696B1 (de) 2006-03-15
DE502004000347D1 (de) 2006-05-11
EP1508696A1 (de) 2005-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4205862C1 (de)
EP0985108B1 (de) Dichtelement für trockenlaufsysteme und verwendung eines solchen dichtelements
WO2015128142A2 (de) Schwingungsdämpfer mit einem endanschlag
WO2018171996A1 (de) Geschlitzter dichtungsring, insbesondere für einen schwingungsdämpfer
EP2912351B1 (de) Kolbenring
DE2847274C2 (de) Kolben für einen Arbeitszylinder
DE102005018442A1 (de) Hydraulische Zylindereinheit
EP1835178B1 (de) Dichtungsanordnung für eine Hubkolbenvakuumpumpe
DE2829352A1 (de) Zusammengesetzter bzw. verbunddichtring, insbesondere fuer eine stirling-maschine
EP1769176B1 (de) Dichtungsanordnung
EP3499083A1 (de) Federhülse, zylinder, kolbenzylindereinheit und verfahren zur herstellung einer kolbenzylindereinheit
EP1508696B1 (de) Dichtungsanordnung für ein Zylinder-Kolben-System
DE4122481C2 (de) Kolben-Zylinder-Anordnung
WO1998031936A1 (de) Hubkolbenkompressor
DE102008040996A1 (de) Dichtungsanordnung
EP3919784A1 (de) Kolbenringanordnung
DE60210281T2 (de) Hermetischer Kolbenverdichter
DE102011018407A1 (de) Kolben- und Zylinderanordnung
DE19756443C1 (de) Trennkolben für ein Schwingungsdämpfungssystem
DE102012024121A1 (de) Dichtring, Dichtungsanordnung und deren Verwendung
DE2404111B2 (de) Hydraulischer Einrohr-Stoßdämpfer
DE102017113250A1 (de) Kolben für eine Pleuelstange und Pleuelstange
DE2432003A1 (de) Dichtring
DE102015212194B4 (de) Selbstzentrierender Servokolben
DE2547664A1 (de) Gasfeder

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee