DE1099288B

DE1099288B - Fluid seal

Info

Publication number: DE1099288B
Application number: DEB55186A
Authority: DE
Inventors: Dennis J Hayman
Original assignee: Blackhawk Manufacturing Co
Current assignee: Blackhawk Manufacturing Co
Priority date: 1959-10-13
Filing date: 1959-10-15
Publication date: 1961-02-09

Description

Flüssigkeitsdichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsdichtung zwischen gegeneinander beweglichen Teilen, wie insbesondere Kolben und Zylinder.Liquid seal The invention relates to a liquid seal between mutually movable parts, such as in particular piston and cylinder.

Die Flüssigkeitsdichtung tder Erfindung ist gleichermaßen bei verhältnismäßig hohen und bei verhältnismäßig niedrigen Drücken einschließlich des drucklosen Zustandes wirksam. Solche Dichtungen werden für hydraulische Wagenheber, für Rammen u. dgl. gebraucht und müssen dort innerhalb eines großen Druckbereichs wirksam bleiben. Bei hohen Drücken muß das Dichtungsmaterial hart sein, damit es nicht vom Druck zwischen die bewegten Teile gepreßt wird. Solch Werkstoff ist andererseits aber ungeeignet bei leichten Drücken, weil er zwecks Vermeidung übergroßer Reibung den bewegten Teilen nicht allzu .dicht anliegen kann. Andererseits ist ein Material, welches ausreicht, um bei niedrigen Drücken abzudichten, geneigt, sich bei hohen Drücken in den Zwischenraum zwischen Kolben und Zylinder einzudrängen, wo praktisch ein gewisser Spielraum vorhanden ist.The liquid seal t of the invention is likewise at relative high and at relatively low pressures including the unpressurized state effective. Such seals are used for hydraulic jacks, rams and the like. used and must remain effective there within a large pressure range. At high pressures, the sealing material must be hard so that it does not suffer from pressure is pressed between the moving parts. Such a material is on the other hand unsuitable for light pressures because it is designed to avoid excessive friction moving parts cannot be too tight. On the other hand is a material which is sufficient to seal at low pressures, inclined to close at high Press to force into the space between the piston and cylinder where practical there is some leeway.

Die Dichtung .der Erfindung ist nun sowohl bei hohen wie auch bei niedrigen Drücken wirksam.The seal .der invention is now both at high as well as at effective at low pressures.

Die Verbunddichtung der Erfindung weist zu diesem Zweck eine an sich bekannte Kappe aus verhältnismäßig hartem Werkstoff zwecks Abdichtung gegen hohe Drücke auf, von deren Boden sich axial in Dichtungslippen auslaufende Seitenwände erstrecken, die einen Gummikörper umschließen. Dieser Gummikörper ist erfindungsgemäß ein verhältnismäßig nachgiebiger, durch hohe Drücke verformbarer Teil mit Dichtungslippen, die bei niedrigem Druck oberhalb der Dichtungslippen der Kappe der Zylinderwand anliegen, bei hohem Druck dagegen in die Kappe hineingedrückt werden. Diese Abdichtung .durch die Anordnung der Erfindung vermeidet eine erhöhte Reibung zwischen der Kappe und dem Zylinder.The composite gasket of the invention has one per se for this purpose known cap made of relatively hard material for the purpose of sealing against high Press on the side walls that extend axially into sealing lips from the bottom extend, which enclose a rubber body. This rubber body is according to the invention a relatively flexible part with sealing lips that can be deformed by high pressures, those at low pressure above the sealing lips of the cap of the cylinder wall but are pressed into the cap when the pressure is high. This seal .by the arrangement of the invention avoids increased friction between the cap and the cylinder.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise schematisch und teilweise im Schnitt eine Ausführungsform der Erfindung. In der Zeichnung ist Fig. 1 ein axialer Schnitt durch einen Zylinder mit Kolben unter Verwendung der Dichtung der Erfindung, wobei einzelne Teile abgebrochen sind, um die Anordnung bei niedrigem Druck oder im drucklosen Zustand zu zeigen, Fig.2 eine Ansicht ähnlich Fig. 1, wobei jedoch die Dichtung unter hohem Druck dargestellt ist, und Fig.3 eine ähnliche Ansicht wie die übrigen Figuren, jedoch mit teilweise ausgezogenem Kolben, wie er kurz vor dem völligen Einschieben in den Zylinder erscheint.The drawing shows, for example, schematically and partially in section an embodiment of the invention. In the drawing, Fig. 1 is an axial section through a cylinder with piston using the gasket of the invention, wherein individual parts are broken off to the arrangement at low pressure or in depressurized To show the state, Fig.2 is a view similar to Fig. 1, but with the seal is shown under high pressure, and Fig.3 is a view similar to the others Figures, but with the piston partially extended, as he was about to complete Insert into the cylinder appears.

In der Zeichnung ist -der Zylinder mit 4 und seine Bohrung mit 5 bezeichnet, in welcher der Kolben 6 hin- und herläuft. Der Durchmesser des Kolbens ist kleiner als die Bohrung, so daß ein ringförmiger Zwischenraum zwischen Kolben und Zylinder entsteht und keine Fabrikationsschwierigkeiten oder erhöhte Reibung vorhanden sind. Eine Kolbenstange 7 erstreckt sich von einem Ende des Kolbens nach außen, der Kolben kann mit ihr aus einem Stück bestehen oder an sie angesetzt sein.In the drawing, the cylinder is denoted by 4 and its bore is denoted by 5, in which the piston 6 reciprocates. The diameter of the piston is smaller than the bore, so that an annular space between the piston and cylinder arises and there are no manufacturing difficulties or increased friction. A piston rod 7 extends outwardly from one end of the piston, the piston can consist of one piece with it or be attached to it.

Am anderen Ende des Kolbens, d. h. an der dem Kolbenstangenansatz :gegenüberliegenden Seite, ist die Dichtung der Erfindung angebracht.At the other end of the piston, i. H. at the piston rod attachment : opposite side, the seal of the invention is attached.

Der Kolben 6 hat einen Gewindeansatz 8, der mit ihm aus einem Stück besteht. Ein Abstandsstück 9. das an seinem Außenende eine Schraubmutter 10 hat, ist auf den Ansatz 8 aufgeschraubt. 11 ist eine Unterlagscheibe.The piston 6 has a threaded extension 8 which is made in one piece with it consists. A spacer 9. which has a screw nut 10 at its outer end, is screwed onto the approach 8. 11 is a washer.

Die Dichtung besteht aus zwei Teilen, nämlich einer äußeren Kappe aus verhältnismäßig hartem Werkstoff und ein von ihr umschlossenes zweites Teil aus verhältnismäßig nachgiebigem Material. Die Kappe 12 ist dem Abstandsstück 9 aufgesetzt. Sie hat einen Boden 13, der einen kleineren Durchmesser hat als die Bohrung 5 des Zylinders 6. Die Kappe 12 hat Seitenwände 14, die vom Boden 17 ausgehen, nach außen zu stetig dünner werden und schließlich in eine Lippe 15 auslaufen. Die Kappe 12 besteht aus einem verhältnismäßig harten Werkstoff, etwa Nylon, der nur etwas nachgiebig ist und auch unter Druck nicht den Zwischenraum zwischen Zylinder und Kolben verstopft.The seal consists of two parts, namely an outer cap made of relatively hard material and a second part enclosed by it made of relatively flexible material. The cap 12 is the spacer 9 put on. It has a bottom 13 that has a smaller diameter than that Bore 5 of the cylinder 6. The cap 12 has side walls 14 which extend from the bottom 17, to become steadily thinner towards the outside and finally run out into a lip 15. the Cap 12 is made of a relatively hard material, such as nylon, which only is somewhat flexible and not the space between the cylinder even under pressure and piston clogged.

Wie in Fig.3 gezeigt, ist der Außendurchmesser der Kappe etwas größer als der Durchmesser der Bohrung 5, so daß die Lippe 15 mit dem Zylinder in Berührung steht, sobald die Kappe in den Zylinder gezogen ist (Fig. 1).As shown in Figure 3, the outer diameter of the cap is slightly larger than the diameter of the bore 5 so that the lip 15 is in contact with the cylinder stands as soon as the cap is pulled into the cylinder (Fig. 1).

In der Kappe 12 ist ein Gummikörper 18 eingelegt und umschließt,das Abstandsstück 9. Die axiale Länge des Körpers 18 ist etwas größer als die Höhe der Seitenw .ände 14, so daß die abgerundete Kante 19 des Körpers über den Kappenrand heraussteht. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Durchmesser des Körpers 18 normalerweise auch größer als der Durchmesser der Kappe 12, so ,daß die Kante 19 auch in radialer Richtung über die Lippe 15 herüberragt. Die Kante 19 dient zur Abdichtung bei kleinen Drücken oder im drucklosen Zustand (Fig. 1).In the cap 12, a rubber body 18 is inserted and encloses the Spacer 9. The axial length of the body 18 is slightly larger than the height of the sidewalls 14 so that the rounded edge 19 of the body is about the edge of the cap protrudes. As shown in Fig. 3, the diameter of the body is 18 also normally larger than the diameter of the cap 12 so that the edge 19 also protrudes over lip 15 in the radial direction. The edge 19 is used for Sealing at low pressures or in the unpressurized state (Fig. 1).

Die Unterseite des Gummikörpers 18 ist konisch zugeschnitten (21), so zdaß zwischen iihm und oder Kappe ein Hohlraum 22 entsteht.The underside of the rubber body 18 is cut conically (21), so z that a cavity 22 arises between iihm and / or cap.

Im zentralen Teil des Gummikörpers 18 ist eine weitere Lippe 23 gebildet, die dem Abstandsstück 9 dichtend anliegt. Sie schließt sich nach innen zu an eine Ausnehmung 24 an. Der Gummikörper 18 ist so gestaltet, daß die Lippe23 einen geringeren Durchmesser hat als das Abstandsstück 9.In the central part of the rubber body 18, another lip 23 is formed, which lies against the spacer 9 in a sealing manner. She joins one inside Recess 24. The rubber body 18 is designed so that the lip 23 has a smaller Has a diameter than the spacer 9.

Um den Kolben 6 zusammenzusetzen, wird zunächst die Scheibe 11 auf das Abstandsstück 9 gesetzt. Der Gummikörper 18 wird dann in die Kappe 12 gesetzt und mit ihr zusammen auf das Abstandsstück 9 geschoben. Das Abstandsstück g ist dann gegen den Gewindeansatz 8 abgedichtet.In order to assemble the piston 6, the disk 11 is first opened the spacer 9 is set. The rubber body 18 is then placed in the cap 12 and pushed onto the spacer 9 together with it. The spacer g is then sealed against the threaded extension 8.

Die Unterlegscheibe 11 drückt den Gummikörper 18 nicht zusammen, vielmehr wird die Abdichtung zwischen Gummikörper 18 und Abstandsstück 9 bei niedrigem Druck oder im drucklosen Zustand ausschließlich durch die Lippe 23 erreicht.The washer 11 does not compress the rubber body 18, but rather the seal between rubber body 18 and spacer 9 at low pressure or reached exclusively through the lip 23 in the unpressurized state.

Die Unterlegscheibe 11, die dazu dient, die Kolbenanordnung zusammenzuhalten, kann weggelassen werden. Auch kann an Stelle des Abstandsstücks 9 und des Gewindeansatzes 8 eine Kappe direkt auf den Kolben geschraubt werden, auf die dann die Dichtung angebracht werden kann. Auf jeden Fall muß ein Ansatz zur Befestigung der Dichtung auf dem Kolben vorhanden sein.The washer 11, which serves to hold the piston assembly together, can be omitted. Instead of the spacer 9 and the threaded attachment 8 a cap can be screwed directly onto the piston, onto which the seal is then screwed can be attached. In any case, an approach to attaching the seal must be made be present on the piston.

Die Anordnung ist so getroffen, daß, sobald ein ausreichender Druck in dem Zylinder besteht, die Flüssigkeit den Gummikörper 18 in die Kappe 12 drückt (Fig. 2), wodurch dann die Lippe 19 außer Kontakt mit,der Zylinderbohrung kommt und in .die Kappe zurückgeht. Die Einrichtung ist hierzu so getroffen, daß der Gummikörper 18 zunächst seine Lippen 19 zurückzieht, bevor er sich im Innern zusammendrücken läßt.The arrangement is such that as soon as there is sufficient pressure exists in the cylinder, the liquid presses the rubber body 18 into the cap 12 (Fig. 2), whereby the lip 19 then comes out of contact with the cylinder bore and in .the cap goes back. The device is made for this purpose so that the rubber body 18 first pulls back his lips 19 before compressing himself inside leaves.

Beim Zusammendrücken des Gummikörpers wird ein Teil der Luft aus dem Hohlraum 22 herausgedrückt, die zwischen der Kappenwand 14 und :dem Gummikörper 18 heraustritt. Auf dieselbe Weise gelangt die Luft .beim Nachlassen des Druckes auch wieder in den Hohlraum 22 -hinein.When the rubber body is squeezed, some of the air is released from the Cavity 22 pressed out between the cap wall 14 and: the rubber body 18 comes out. The air gets in the same way when the pressure is released also back into the cavity 22.

Wenn der Gummikörper zusammengedrückt ist, so bringt er einen erheblichen Teil der Seitenwand 14 in dichtende Berührung mit der Zylinderwand (Fig. 2). Der einen Absatz 25 bildende Teil der Kappe 12 kommt aber -auch dann nicht mit der Zylinderwand in Berührung, wodurch eine Abnutzung der Kappe 12 im Gebiet des Absatzes 25 vermieden wird. Sobald der Druck im Zylinder ansteigt, drücken sich .die Lippen 23 immer enger gegen das Abstandsstück 9 und bilden dort eine zuverlässige Dichtung.When the rubber body is compressed, it brings a considerable amount Part of the side wall 14 in sealing contact with the cylinder wall (Fig. 2). Of the Part of the cap 12 forming a shoulder 25 does not come with the cylinder wall either in contact, whereby wear of the cap 12 in the area of the shoulder 25 is avoided will. As soon as the pressure in the cylinder increases, the lips 23 press closer and closer against the spacer 9 and form a reliable seal there.

Mittels einer erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung wird die Reibung zwischen Kappe und Zylinder für niedrigen Druck auf ein Minimum herabgesetzt. Erhöhte Reibung beeinträchtigt eine gute Arbeit und die Lebensdauer der Dichtung. Bei erhöhtem Druck im Zylinder zieht sich der Gummikörper .in die Kappe zurück und drängt diese gleichzeitig in dichtende Stellung zum Zylinder. Diese zweifach wirksame Dichtung erlaubt die Verwendung größerer Toleranzen der Einzelteile, wodurch eine wirtschaftlichere Herstellung ermöglicht wird.By means of a sealing arrangement according to the invention, the friction minimized between cap and cylinder for low pressure. Increased Friction affects a good job and the life of the seal. With increased Pressure in the cylinder pulls the rubber body back into the cap and pushes it at the same time in sealing position to the cylinder. This double seal allows the use of larger tolerances of the individual parts, making a more economical Production is made possible.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Liquid seal, especially for seals between the piston and cylinder with a cap, the bottom of which extends axially into sealing lips extending side walls which enclose a rubber body, characterized in that, that the rubber body (18) has sealing lips (19) which at low pressure above the sealing lips of the cap (15) rest on the cylinder wall at high pressure however, can be pressed into the cap.

2. Seal according to claim 1, characterized in that that the side walls (14) of the cap (12) are conical in cross section.

3.v seal according to claim 1 or 2, characterized in that the base (13) of the cap (12) is flat and of greater thickness than the side walls (14).

4. Seal according to claim 1 to 3, characterized in that the rubber body (18) is longer in the axial direction than the cap (12) is deep.

5. Seal according to claim 1 to 4, characterized in that that the cap (12) is fastened with its base (13) on the piston (6).

6. Seal according to claim 1 to 5, characterized in that the cap (12) and the rubber body (18) held on the piston (6) by a shaft penetrating it (spacer 9) will.

7. Seal according to claim 1 to 6, characterized in that the penetration hole of the rubber body (18) is surrounded by an annular recess (24) to which sealing lips (23) inwardly adjacent to the shaft (9) are connected. B. Seal according to Claims 1 to 7, characterized by an annular cavity (22) between the rubber body (18) and the approach of the side walls (14) on the bottom (13) the cap (12). References considered: U.S. Patent No. 2,814 540