DE1214957B

DE1214957B - Piston seal

Info

Publication number: DE1214957B
Application number: DEW21107A
Authority: DE
Inventors: Gunnar Axel Wahlmark
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-05-09
Filing date: 1957-05-02
Publication date: 1966-04-21

Description

Kolbendichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Kolbendichtung, insbesondere von hydraulischen Pumpen und Motoren. Sie läßt sich jedoch auch bei Kolben von Servozylindern, Steuerkolben od. dgl. anwenden, auf die ein hoher statischer Druck wirkt.Piston seal The invention relates to a piston seal, in particular hydraulic pumps and motors. However, it can also be used Pistons of servo cylinders, control pistons or the like. Apply to which a high static Pressure works.

Bei diesen Anwendungen soll, um einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen., möglichst kein Leckverlust an der Kolbendichtung vorbei vorhanden sein. Um dies zu erreichen, gibt man dem Kolben normalerweise ein möglichst enges Führungsspiel und eine ausreichende Länge. Wenn mit starken Temperaturschwankungen zu rechnen ist und deshalb das Führungsspiel so groß gemacht ist, daß im Betrieb die Gefahr des Fressens des Kolbens ausgeschaltet ist, wird der Leckverlust durch einen oder mehrere gespaltene, mit Vorspannung eingebaute Kolbenringe, meist mit zylindrischer Lauffläche, möglichst weitgehend verhindert. Da es praktisch nicht möglich ist, die Kolbenringnut mit so großer Genauigkeit herzustellen, daß ihre Achse in jedem Fall theoretisch genau mit der Achse der Lauffläche des Kolbens zusammenfällt, liegt der Kolbenring, wenn er durch den Druck im Zylinder an eine Seitenwand der Nut angelegt wird, mit seiner Achse zur Achse des Zylinders meist ganz schwach geneigt. Dann stehen Kolbenring und Zylinderwand aber nur mit Linienberührung an zwei einander gegenüberliegenden Umfangsbereichen in Berührung. Versuche haben gezeigt, daß infolge dieser Tatsache an dem Kolbenring auch dann ein Leckverhist bei hohen Druckdifferenzen auftritt, wenn er mit radialer .Spannung an der Zylinderwand anliegt. Verstärkt tritt der Leckverlust in Erscheinung, wenn die Zylinderbohrung Unregelmäßigkeiten aufweist, wie sie beispielsweise von der Bearbeitung herrühren können. Auch muß bei Verwendung von Kolbenringen mit zylindrischer Lauffläche die Lauffläche des Kolbens möglichst lang sein, damit nicht durch Kippbewegungen des Kolbens die sich aus der geneigten Lage der Kolbenringnut ergebenden Nachteile noch verstärkt auftreten.In these applications, in order to achieve a high level of efficiency., If possible, there should be no leakage past the piston seal. To this To achieve this, the piston is normally given the tightest possible guide play and a sufficient length. When strong temperature fluctuations are to be expected is and therefore the lead game is made so large that there is a risk in operation the piston seizure is switched off, the leakage loss is caused by an or several split piston rings installed with preload, mostly with cylindrical ones Tread, prevented as much as possible. Since it is not practically possible to produce the piston ring groove with such great accuracy that its axis in each If theoretically coincides exactly with the axis of the running surface of the piston, lies the piston ring when it is placed against a side wall of the groove by the pressure in the cylinder is usually very slightly inclined with its axis to the axis of the cylinder. then However, the piston ring and cylinder wall are only in line with one another opposite peripheral areas in contact. Tests have shown that as a result this fact on the piston ring also causes a leakage at high pressure differentials occurs when it rests against the cylinder wall with radial tension. Reinforced the leakage occurs when the cylinder bore irregularities has, as they can come from processing, for example. Also must when using piston rings with a cylindrical running surface, the running surface of the The piston should be as long as possible so that the piston does not tilt disadvantages resulting from the inclined position of the piston ring groove occur even more intensely.

Aus der österreichischen Patentschrift 141755 sind Kolbenringe bekannt, deren Lauffläche in axialer Richtung gekrümmt bzw. leicht ballig ausgeführt ist. Bei gleicher Neigung der Kolbenringnutachse gegenüber der Kolbenachse erstreckt sich die Linienberührung eines balligen Kolbenrings mit der Zylinderwand nur über einen etwas größeren Bereich als diejenige eines zylindrischen Kolbenrings; eine Berührung entlang dem ganzen Umfang kann aber auch mit einer leichten Balligkeit nicht erreicht werden. Aus der britischen Patentschrift 682 485 ist bekannt, der Kolben als Gummikugel mit einem gegenüber dem Zylinderdurchmesser etwas größeren Durchmesser auszuführen, um ein Anliegen des Kolbens am ganzen Umfang auch bei Unregelmäßigkeiten und/oder Schräglage des Kolbens im Zylinder zu erreichen. Bei dieser Kolbenausführung ist die Gummikugel nach dem Einbau radial etwas zusammengedrückt und liegt dadurch entlang einer schmalen Zylinderfläche an der Zylinderwand dichtschließend an.Piston rings are known from Austrian patent specification 141755, whose running surface is curved or slightly convex in the axial direction. With the same inclination of the piston ring groove axis relative to the piston axis extends the line contact of a spherical piston ring with the cylinder wall only extends over a slightly larger area than that of a cylindrical piston ring; one Touching along the entire circumference can also be with a slight crown cannot be achieved. From British patent 682 485 it is known that Piston as a rubber ball with a slightly larger diameter than the cylinder Execute diameter in order to ensure that the piston is in contact with the entire circumference, even in the event of irregularities and / or to achieve an inclined position of the piston in the cylinder. With this piston version the rubber ball is slightly compressed radially after installation and is therefore lying tightly fitting along a narrow cylinder surface on the cylinder wall.

Es ist aus der britischen Patentschrift 638 652 auch bereits bekannt, allein die Kolbenringe aus Gummi und mit leicht balliger Lauffläche auszuführen. Diese Kolbenringe liegen ebenfalls nach dem Einbau entlang einer schmalen zylindrischen Anlagefläche mit Vorspannung an der Zylinderwand an.It is also already known from British patent specification 638 652, Only the piston rings are made of rubber and have a slightly convex running surface. These piston rings are also located along a narrow cylindrical after installation Contact surface with prestress on the cylinder wall.

Bei den beiden vorhergehend beschriebenen Ausführungen ermöglicht es die gute Elastizität des Kolbens bzw. des Kolbenringes auch bei Ungenauigkeit der Zylinderwand gut abzudichten, hat aber den Nachteil, daß sich durch die Verformung bei einem hohen statischen Druck im Zylinder das Zylindervolumen ändert, was oftmals nicht zulässig ist. Die Verwendung derartiger Konstruktionen ist ferner auf Anwendungsfälle bei normalen Temperaturen beschränkt; auch ist die Lebensdauer kurz, weil der Gummi erhöhtem Verschleiß ausgesetzt ist. Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Kolbendichtung, die die Nachteile der bekannten Kolbendichtungen und insbesondere jeden Leckverlust praktisch vollständig vermeidet.In the two versions described above, this is possible it is the good elasticity of the piston or the piston ring, even in the event of inaccuracy to seal the cylinder wall well, but has the disadvantage that the deformation with a high static pressure in the cylinder, the cylinder volume changes, which often happens is not allowed. The use of such constructions is also based on applications limited at normal temperatures; also, the service life is short because of the rubber is exposed to increased wear. The aim of the invention is to create a piston seal that has the disadvantages of the known piston seals and in particular practically completely avoids any loss of leakage.

Bei der Kolbendichtung nach der Erfindung, bei der ebenfalls die Lauffläche des gespaltenen Kolbenrings in axialer Richtung gekrümmt ist und unter Vorspannung an der Zylinderwand anliegt, ist zur Lösung der gestellten Aufgabe die Lauffläche eine Kugelzone mit einem dem Durchmesser des Zylinders entsprechenden Kugeldurchmesser.In the piston seal according to the invention, in which also the running surface of the split piston ring is curved in the axial direction and under preload rests against the cylinder wall, the running surface is the solution to the task at hand a spherical zone with a spherical diameter corresponding to the diameter of the cylinder.

Selbst wenn die Kolbenringnut einen Schlag aufweist, d. h. mit ihrer Achse einen kleinen Winkel zu der Achse der Lauffläche des Kolbens bildet, liegt ein so gestalteter Kolbenring längs einer geschlossenen Kreislinie an der Zylinderwand dicht schließend an. Es hat sich gezeigt, daß mit einer Kolbendichtung nach der Erfindung die Leckverluste längs des Kolbens ganz beträchtlich vermindert werden. Da die kreisförmige Berührungslinie bei größerer Schräglage des Kolbens erhalten bleibt, braucht die Lauffläche nur gerade ausreichend zu sein, um den Kolben im Zylinder zu führen, ohne daß durch die dann möglichen geringen Kippbewegungen des Kolbens im Zylinder Schwierigkeiten auftreten. Der Verschleiß der Kolbendichtung und der Zylinderwand ist niedriger als bei zylindrischen Kolbenringen, weil der Kolbenring in der erfindungsgemäßen Ausführung zur guten Abdichtung nur mit geringer radialer Spannung an der Zylinderwand anzuliegen braucht und bei ihm die Schmierverhältnisse besser sind. Auch wenn der Kolbenring mit kugeliger Lauffläche mit höherer Spannung an die Zylinderwand angedrückt wird als ein Kolbenring mit zylindrischer Oberfläche, besteht trotzdem keine Gefahr des Fressens. Diese Gefahr ist auch dann nicht gegeben, wenn hohe Temperaturen oder plötzliche Temperaturwechsel im Druckraum des Zylinders auftreten. Versuche haben gezeigt, daß Kolbendichtungen nach der Erfindung noch bei erheblich höheren Temperaturen einwandfrei arbeiten als vergleichbare Kolbendichtungen mit zylindrischen Kolbenringen.Even if the piston ring groove is hit, i. E. H. with their Axis forms a small angle to the axis of the running surface of the piston a piston ring designed in this way along a closed circular line on the cylinder wall tightly fitting. It has been shown that with a piston seal after Invention the leakage losses along the piston can be reduced quite considerably. Because the circular line of contact is preserved with greater inclination of the piston remains, the running surface only needs to be just sufficient to hold the piston in the To guide the cylinder without the possible slight tilting movements of the Piston in the cylinder is experiencing difficulty. The wear of the piston seal and the cylinder wall is lower than with cylindrical piston rings because of the Piston ring in the design according to the invention for good sealing only with a small amount radial tension needs to be applied to the cylinder wall and with it the lubrication conditions are better. Even if the piston ring has a spherical running surface with higher tension is pressed against the cylinder wall as a piston ring with a cylindrical surface, there is still no risk of eating. This danger is also not given when high temperatures or sudden temperature changes in the pressure chamber of the cylinder appear. Tests have shown that piston seals according to the invention still work flawlessly at considerably higher temperatures than comparable piston seals with cylindrical piston rings.

Wenn der Kolben mit hohen Geschwindigkeiten bewegt wird und zu befürchten ist, daß sich in dem keilförmigen Spalt zwischen der Lauffläche des Kolbens und der Zylinderwand ein so hoher Staudruck aufbaut, daß der Kolbenring von der Zylinderwand abgehoben wird, müssen Maßnahmen vorgesehen sein, durch die der Kolbenring zu Beginn des Druckhubes an seiner Anlagefläche festgehalten wird. Dieses kann gemäß der Erfindung dadurch erreicht sein, daß der Kolbenring in an sich bekannter Weise mit geringstmöglichem axialen Spiel in seiner Nut sitzt und daß der Durchmesser des Kolbens vor der Ringnut wesentlich kleiner als der des Zylinders ist. Ferner kann dies dadurch erreicht werden, daß auf der dem Druckraum zugewandten Seite des Kolbenrings ein den vorderen Teil der Umgrenzung der Nut bildender, dem Zylinderdruck unmittelbar ausgesetzter Klemmring angeordnet ist, der den Zylinderdruck mittelbar auf den Kolbenring überträgt.When the piston is moved at high speeds and to be feared is that in the wedge-shaped gap between the running surface of the piston and the cylinder wall builds up such a high dynamic pressure that the piston ring from the cylinder wall is lifted, measures must be provided by which the piston ring at the beginning of the pressure stroke is held on its contact surface. This can according to the invention be achieved in that the piston ring in a known manner with the least possible axial play is seated in its groove and that the diameter of the piston in front of the annular groove is much smaller than that of the cylinder. Furthermore, this can be achieved thereby be that on the pressure chamber facing side of the piston ring a the front Part of the boundary of the groove, directly exposed to the cylinder pressure Clamping ring is arranged, which transfers the cylinder pressure indirectly to the piston ring.

In beiden Fällen wird sofort bei Beginn des Druckhubes bzw. im Augenblick der Drucksteigerung im Zylinderraum der mit radialer Vorspannung an der Zylinderwand anliegende Kolbenring gegen seine Anlageschulter fest angepreßt. Es hat sich gezeigt, daß der dabei auftretende innige Reibungsschluß der rückwärtigen Kolbenringfläche mit der Oberfläche der Anlageschulter zusammen mit der Eigenspannung des Ringes ausreicht, um zu verhindern, daß beim Druckhub zwischen Kolbenringlauffläche und Zylinderwand eindringendes Fördermedium den Ring auf einen kleineren Durchmesser zusammendrückt und damit außer Anlage mit der Zylinderwand bringt.In both cases, immediately at the beginning of the pressure stroke or at the moment the increase in pressure in the cylinder chamber with radial prestress on the cylinder wall adjacent piston ring pressed firmly against its shoulder. It has shown, that the resulting intimate frictional engagement of the rear piston ring surface with the surface of the contact shoulder together with the internal stress of the ring sufficient to prevent the pressure stroke between the piston ring running surface and The pumped medium penetrating the cylinder wall cuts the ring to a smaller diameter compresses and thus brings out of contact with the cylinder wall.

Die Gefahr des Zusammendrückens des Kolbenrings auf Grund eines dynamischen Staudrucks im keilförmigen Spalt zwischen der Lauffläche des Kolbenrings und der Zylinderwand ist auch bei zylindrischen Kolbenringen infolge der obenerwähnten geringen Neigung ihrer Achse gegenüber der Achse der Lauffläche des Kolbens und bei leicht balligen Kolbenringen gegeben. Deshalb sind die Maßnahmen zur Druckklemmung des Kolbenrings auch bei den bekannten Kolbenringen von Vorteil.The risk of compression of the piston ring due to a dynamic Dynamic pressure in the wedge-shaped gap between the running surface of the piston ring and the The cylinder wall is also small in the case of cylindrical piston rings as a result of the aforementioned Inclination of its axis relative to the axis of the running surface of the piston and at slightly given spherical piston rings. Therefore, the measures for pressure clamping of the Piston ring is also an advantage with the known piston rings.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann eine Erhöhung der Klemmwirkung dadurch erreicht werden, daß die Nut auf der rückwärtigen Seite des Kolbenrings in an sich bekannter Weise über öffnungen mit der dem Druckraum abgewandten Seite des Zylinders verbunden wird.According to a further development of the invention, the clamping effect can be increased can be achieved in that the groove on the rear side of the piston ring in a manner known per se via openings with the side facing away from the pressure chamber of the cylinder is connected.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform dieser Druckentlastung weist die Nut an ihrer dem Druckraum abgewandten Begrenzungsfläche im Bereich der Anlagefläche für den Kolbenring eine mit einer Druckentlastungsöffnung in Verbindung stehende Ringnut auf. In beiden Fällen kann beim Anlegen des Kolbenrings an die Anlageschulter das dazwischen vorhandene Medium schneller und besser entweichen, so daß sich keine Gegenkraft zur Klemmkraft aufbaut.In a particularly advantageous embodiment of this pressure relief has the groove on its boundary surface facing away from the pressure chamber in the area of Contact surface for the piston ring one with a pressure relief opening in connection standing ring groove. In both cases, when applying the piston ring to the Contact shoulder, the medium present in between can escape faster and better, so that no counterforce to the clamping force builds up.

Eine weitere Möglichkeit der Steigerung der Klemmkraft besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Innendurchmesser der dem Druckraum zugewandten Stirnfläche des axial mit geringstmöglichem Radialspiel geführten Klemmrings kleiner als der Innendurchmesser des Kolbenrings gewählt wird. Auf diese Weise ist indirekt die dem Anpreßdruck ausgesetzte vordere Radialfläche des Kolbenrings vergrößert.Another possibility of increasing the clamping force is according to of the invention is that the inner diameter of the end face facing the pressure chamber of the clamping ring, which is guided axially with the least possible radial play, is smaller than the Inner diameter of the piston ring is selected. That way, indirectly, that is The front radial surface of the piston ring exposed to the contact pressure is enlarged.

Schließlich kann die Anpreß- bzw. Klemmkraft gemäß der Erfindung dadurch noch erhöht werden, daß der radial innerhalb des Kolbenrings liegende Spalt zwischen der rückwärtigen Seite des Klemmrings und der rückwärtigen Ringnutfläche über mindestens eine Entlastungsbohrung -mit der dem Druckraum abgewandten Seite des Zylinders verbunden wird. Auf diese Weise ist sowohl die rückwärtige Seite des Klemmrings als auch die Anlagefläche des Kolbenrings druckentlastet.Finally, the contact pressure or clamping force according to the invention can thereby still be increased that the gap lying radially inside the piston ring between the rear side of the clamping ring and the rear annular groove surface over at least a relief bore-connected to the side of the cylinder facing away from the pressure chamber will. That way is both the back side of the clamp ring and the Piston ring contact surface relieved of pressure.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen der Kolbendichtung besteht noch die Möglichkeit des Leckverlustes durch den Kolbenringspalt, wenn die Dichtung beispielsweise für hohe Temperaturen ausgelegt ist, aber bei niedrigen Temperaturen betrieben wird. Zur Vermeidung der Leckverluste durch den Kolbenspalt ist es vorteilhaft, daß die dem' Kolbenring zugewandte Stirnfläche eines dem Kolbenring benachbarten Bauteils, welches beim Druckhub fest mit dem Kolbenring zusammengepreßt wird, einen nur etwa um ein Wärmedehnungen ermöglichendes Maß kleineren Außendurchmessers aufweist, als dem Durchmesser der Zylinderbohrung entspricht.In the described embodiments of the piston seal nor the possibility of leakage through the piston ring gap if the seal for example, is designed for high temperatures, but at low temperatures is operated. To avoid leakage losses through the piston gap, it is advantageous to that the 'piston ring facing end face of an adjacent to the piston ring Component, which is firmly pressed together with the piston ring during the pressure stroke, one only has a smaller outer diameter that allows thermal expansion, than corresponds to the diameter of the cylinder bore.

Da, wie bereits oben ausgeführt, die Kolbendichtung gemäß der Erfindung auch bei einer Schräglage des Kolbenrings einwandfrei abdichtet, ist sie besonders auch für Kolben geeignet, deren während des Betriebs Winkelbewegungen gegenüber der Zylinderachse ausführende Kolbenstange fest mit dem Kolben verbunden ist. In diesem Fall ist gemäß der Erfindung die Außenfläche des Kolbens eine Kugelzone mit einem mit der Lauffläche des Kolbenrings gemeinsamen Kugelmittelpunkt und Radius.Since, as already stated above, the piston seal according to the invention even with a sloping position the piston ring seals properly, it is also particularly suitable for pistons whose angular movements during operation opposite to the cylinder axis executing piston rod firmly connected to the piston is. In this case, according to the invention, the outer surface of the piston is a spherical zone with a ball center and radius common to the running surface of the piston ring.

Vorteilhafterweise ist dabei dem Kolbenring benachbart ein auf der Kolbenstange fester, gleichzeitig die Anlageschulter bildender Führungsring mit einer kugeligen Lauffläche vorgesehen, deren Kugeldurchmesser nur etwa um ein Wärmedehnungen ermöglichendes Maß kleiner als der Durchmesser der Zylinderbohrungen ist und deren Kugelmittelpunkt mit dem des Kolbenrings zusammenfällt und so gelegt ist, daß die vollständige kreisförmige Berührungslinie mit der Zylinderwand bei den Winkelbewegungen der Kolbenstange immer auf der Lauffläche des Führungsrings verbleibt. Hierbei wird ein Leckverlust durch den Spalt durch den bis an die Zylinderwand reichenden Führungsring vermieden.Advantageously, the piston ring is adjacent to one on the The piston rod has a fixed guide ring that also forms the contact shoulder a spherical running surface is provided, the diameter of which is only about one thermal expansion enabling dimension is smaller than the diameter of the cylinder bores and their The center of the sphere coincides with that of the piston ring and is placed so that the complete circular line of contact with the cylinder wall during angular movements the piston rod always remains on the running surface of the guide ring. Here is Leakage through the gap through the guide ring reaching up to the cylinder wall avoided.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Kolbendichtung für einen geringe Winkelbewegungen ausführenden Kolben sind zur Vermeidung einer Leckströmung durch den Kolbenringspalt in der Nut zwei geschlitzte Kolbenringe mit kugeliger Lauffläche vorgesehen, deren Spalte in an sich. bekannter Weise einander diametral gegenüberliegen, oder ein gespaltener Kolbenring mit kugeliger Lauffläche und ein axial verschieblicher Führungsring mit kugeliger Lauffläche angeordnet, wobei der gemeinsame Kugelmittelpunkt vorzugsweise genau in der Berührungsebene der Kolbenringe bzw. von Führungsring und Kolbenring liegt.In another advantageous embodiment of the piston seal for a small angular movement executing pistons are to avoid a Leakage flow through the piston ring gap in the groove with two slotted piston rings spherical tread provided, the column in itself. known way each other diametrically opposite, or a split piston ring with a spherical running surface and an axially displaceable guide ring with a spherical running surface is arranged, the common center of the sphere preferably being exactly in the plane of contact the piston rings or the guide ring and piston ring lies.

Ist der Kolben groß und sind auf Grund der von ihm ausgeführten Winkelbewegungen größere Führungskräfte zwischen Zylinderwand und Kolben erforderlich, so besteht eine vorteilhafte Ausführungsform der Kolbendichtung darin, daß zwischen den beiden gespaltenen Kolbenringen ein schmaler, ungespaltener Führungsring mit kugeliger Lauffläche liegt, die einen mit der der Kolbenringe gemeinsamen Mittelpunkt und Radius hat, wobei der Mittelpunkt im mittleren Achsenschnitt des Führungsrings liegt.Is the piston large and due to the angular movements it performs larger managers are required between the cylinder wall and piston, so there is an advantageous embodiment of the piston seal in that between the two split piston rings a narrow, unsplit guide ring with a spherical Running surface is the one with that of the piston rings common center and Has a radius, the center point being in the middle axis section of the guide ring.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen für mehrere Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt einer Taumelscheibenpumpe, deren Kolben mit der erfindungsgemäßen Kolbendichtung ausgerüstet ist, F i g. 2 den Längsschnitt durch einen Zylinder der Pumpe nach F i g. 1 in größerem Maßstab, F i g. 3 einen der F i g. 2 entsprechenden Längsschnitt mit einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbendichtung, F i g. 4 einen Querschnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 3, F i g. 5 einen der F i g. 2 entsprechenden Längsschnitt mit der erfindungsgemäßen Kolbendichtung, F i g. 6 einen Querschnitt entlang der Linie VI-VI in F i g. 5, F i g. 7 einen der F i g. 2 entsprechenden Längsschnitt nach einer vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbendichtung und F i g. 8 einen der F i g. 2 entsprechenden Längsschnitt mit einer der Kolbendichtung nach F i g. 3 ähnlichen fünften Ausführungsform. der erfindungsgemäßen Kolbendichtung.The invention is in the following with reference to drawings for several Embodiments explained in more detail. It shows F i g. 1 is a longitudinal section of a Swash plate pump, the piston of which is equipped with the piston seal according to the invention is, F i g. 2 shows the longitudinal section through a cylinder of the pump according to FIG. 1 in larger Scale, fig. 3 one of the F i g. 2 corresponding longitudinal section with a second Embodiment of the piston seal according to the invention, FIG. 4 shows a cross section along the line IV-IV in FIG. 3, fig. 5 one of the F i g. 2 corresponding Longitudinal section with the piston seal according to the invention, FIG. 6 shows a cross section along the line VI-VI in FIG. 5, Fig. 7 one of the F i g. 2 corresponding Longitudinal section according to a fourth embodiment of the piston seal according to the invention and F i g. 8 one of the F i g. 2 corresponding longitudinal section with one of the piston seals according to FIG. 3 similar fifth embodiment. the piston seal according to the invention.

Bei der in F i g. 1 gezeigten Taumelscheibenpumpe 20 für ein Hydrauliksystem spielt in jedem Zylinder 41 des Zylinderblocks 33 ein Kolben 56 mit einer starr mit ihm verbundenen Kolbenstange 57, die in einem Kugelkopf 55 endet, der in einer Lagerpfanne 59 in der Taumelscheibe 35 gelagert ist. Während einer Umdrehung des Zylinderblocks 33 und der Taumelscheibe 35 bewegen sich die Kolben 56 in den Zylindern 41 auf und ab und führen die Kolbenstangen 57 und damit auch die Kolben 56 eine geringe Winkelbewegung aus. Der Hub und die Größe der Winkelbewegung des Kolbens hängen in bekannter Weise von der Schrägstellung der Taumelscheibe 35 gegenüber der Drehachse ab.In the case of the in FIG. A swash plate pump 20 for a hydraulic system shown 1 passes, in each cylinder 41 of the cylinder block 33, a piston 56 with a rigidly connected with it piston rod 57 which terminates in a spherical head 55 which is mounted in a bearing bushing 59 in the swash plate 35th During one revolution of the cylinder block 33 and the swash plate 35, the pistons 56 move up and down in the cylinders 41 and perform the piston rods 57 and thus also the pistons 56 from a slight angular movement. The stroke and the size of the angular movement of the piston depend in a known manner on the inclination of the swash plate 35 with respect to the axis of rotation.

Die Taumelscheibenpumpe gemäß F i g. 1 kann beispielsweise gegen einen Druck von 210 kp/cm2 arbeiten.The swash plate pump according to FIG. 1 can, for example, against a Working pressure of 210 kp / cm2.

Der Kolben 56 ist im einzelnen in F i g. 2 gezeigt. An der Kolbenstange 57 ist ein Bund 60 vorgesehen, der eine Schulter 61 bildet, an welcher ein Führungs- oder Stützring 62 anliegt, der auf einem abgesetzten Abschnitt 63 der Kolbenstange 57 spielfrei sitzt. An diesem Ring 62 angrenzend sitzt auf dem Abschnitt 63 außerdem spielfrei ein Haltering 64. Dieser ist auf dem Kolbenstangenabschnitt 63 durch einen Stift 69 festgehalten, der durch Löcher 67 und 68 im Haltering und Abschnitt 63 hindurchgeht.The piston 56 is shown in detail in FIG. 2 shown. On the piston rod 57 a collar 60 is provided which forms a shoulder 61 on which a guide or support ring 62 rests on a stepped section 63 of the piston rod 57 sits without play. Adjacent to this ring 62 sits on the section 63 as well A retaining ring 64 free of play. This is on the piston rod section 63 by a Pin 69 held by holes 67 and 68 in retaining ring and section 63 passes through.

In dem an den Führungsring 62 angrenzenden Teil des Halterings 64 ist eine ringförmige Nut 70 ausgebildet, welche durch den Nutengrund 71, die Schulter 72 und die gegenüberliegende Stirnfläche 73 des Führungsrings 62 begrenzt ist. In der Nut ist ein Kolbenring 74 aus einem harten, federnden Material, wie hochwertigem Stahl od. dgl., angeordnet. Der Kolbenring 74 ist um etwa 0,025 mm schmäler als die Nut 70 zwischen den Begrenzungswänden 72 und 73.In the part of the retaining ring 64 adjoining the guide ring 62 an annular groove 70 is formed, which through the groove bottom 71, the shoulder 72 and the opposite end face 73 of the guide ring 62 is limited. In The groove is a piston ring 74 made of a hard, resilient material, such as high quality Steel or the like. Arranged. The piston ring 74 is about 0.025 mm narrower than the groove 70 between the boundary walls 72 and 73.

Der Führungsring 62 und der Kolbenring 74 haben eine kugelige Außenfläche 75 bzw. 76 von einem dem Durchmesser des Zylinders 41 entsprechenden Durchmesser, wobei der Kugelmittelpunkt so angeordnet ist, daß die kreisförmige Berührungslinie mit der Zylinderwand 41 immer auf der Außenfläche 75 des Führungsrings 72 bleibt. Die Lage des Kugelmittelpunkts ist auf diese Weise durch den maximalen Schwenkwinkel der Kolbenstange 57 während des Betriebes der Pumpe bestimmt. Die kugeligen Außenflächen 75 und 76 sind feinst bearbeitet, so daß sie genau und frei von Unebenheiten sind.The guide ring 62 and the piston ring 74 have a spherical outer surface 75 or 76 of a diameter corresponding to the diameter of the cylinder 41, wherein the center of the sphere is arranged so that the circular line of contact with the cylinder wall 41 always remains on the outer surface 75 of the guide ring 72. In this way, the position of the center of the sphere is determined by the maximum pivot angle the piston rod 57 determined during the operation of the pump. The spherical outer surfaces 75 and 76 are finely machined so that they are accurate and free of bumps.

Der Führungsring 62 hat gegenüber dem Zylinder 41 ein Laufspiel von etwa 0,013 mm. Zur Vermeidung einer Leckströmung, welche durch den Spalt zwischen dem Führungsring und dem Zylinder auftreten könnte, ist der Kolbenring 74 bei 77 gespalten und mit radialer Vorspannung in den Zylinder 41 eingesetzt. Dementsprechend legt sich die kugelige Oberfläche 76 des Rings 74 immer federnd nachgiebig mit Linienberührung an der Zylinderwand 41 an. Zwischen der Innenwand des zusammengedrückten Kolbenrings 74 und dem Nutengrund 71 ist ein geringer Spalt von etwa 0,025 mm gelassen.The guide ring 62 has relative to the cylinder 41 a running play of about 0.013 mm. To avoid a leakage flow through the gap between The piston ring 74 is at 77 split and inserted into the cylinder 41 with radial prestress. Accordingly The spherical surface 76 of the ring 74 is always resiliently resilient with line contact on the cylinder wall 41. Between the inner wall of the compressed piston ring 74 and the groove bottom 71 a small gap of about 0.025 mm is left.

Bei dieser Ausbildung der Kolbendichtung besteht nur noch die Möglichkeit eines Leckverlustes in dem Bereich des Spaltes 77 des Kolbenrings, der sich mit dem durch das geringe Laufspiel zwischen Führungsring 62 und Zylinderwand bedingten sehr schmalen Spalt deckt. Auf diese Weise ist ein Leckverlust praktisch nicht vorhanden, was auch durch Versuche bestätigt ist.With this design of the piston seal there is only one possibility a leakage loss in the area of the gap 77 of the piston ring, which is with to the due to the small running clearance between guide ring 62 and cylinder wall very narrow gap covers. In this way there is practically no leakage loss, which is also confirmed by experiments.

Beim Saughub des Kolbens bewirkt die Reibung zwischen Kolbenringlauffläche und Zylinderwand ein leichtes Abheben des Kolbenrings von der Stirn fläche 73 des Führungsrings. Der Kolbenring liegt mit vollständiger Linienberührung an der Zylinderwand an. Bei Beginn des Druckhubes bewirkt die Schleppkraft auf dem Kolbenring, daß er sich an die Anlagefläche 73 wieder anlegt, an der er während des Druckhubes unverbindlich festgehalten wird. Beim Druckhub ist der Staubdruck im keilförmigen Spalt zwischen Kolbenringlauffläche und Zylinderwand bestrebt, den Kolbenring zusammenzudrücken und- von der Zylinderwand abzuheben. Trotzdem erfolgt wegen der wirksamen Druckklemmung auf Grund der unmittelbaren Druckeinwirkung auf die Kolbenringstirnfläche wegen des gegenüber ihr zurückgesetzten Vorderteils der Haltering kein Abheben.During the suction stroke of the piston, there is friction between the piston ring running surface and cylinder wall a slight lifting of the piston ring from the end face 73 of the Guide ring. The piston ring is in full line contact with the cylinder wall at. At the beginning of the pressure stroke, the drag force on the piston ring causes it rests on the contact surface 73 again, on which it is non-binding during the pressure stroke is being held. During the pressure stroke, the dust pressure is in the wedge-shaped gap between Piston ring running surface and cylinder wall strive to compress the piston ring and - lift off the cylinder wall. Nevertheless it takes place because of the effective pressure clamping due to the direct pressure effect on the piston ring face because of the front part of the retaining ring, which is set back in relation to it, does not lift off.

Bei dem Kolben 56a. gemäß den F i g. 3 und 4 liegt am Bund 60 ein gegenüber der Zylinderwand zurückgesetzter Stützring 62a an. Der Haltering 64 gemäß F i g. 2 ist durch einen axial verschiebbaren Klemmring 64a ersetzt, der durch den Querbolzen 69 auf dem Kolbenstangenabschnitt 63 gehalten ist: Das Radialspiel des Klemmrings 64a auf dem Kolbenstangenendabschnitt 63 beträgt etwa 0,0076 mm, um einerseits dessen Axialverschiebbarkeit noch gerade zu gewährleisten, andererseits um eine Leckströmung zwischen dem Kolbenstangenabschnitt und dem Kolbenring zu verhindern. Die Queröffnungen 67a im Vorderteil des Klemmrings, dessen Außendurchmesser kleiner als der Durchmesser der Zylinderbohrung ist, sind etwa 0,025 mm größer als der Außendurchmesser des durch sie hindurchgehenden Haltebolzens 69, so daß eine begrenzte Axialverschiebung des Klemmrings möglich ist.At the piston 56a. according to FIGS. 3 and 4, a support ring 62a, which is set back with respect to the cylinder wall, rests on the collar 60. The retaining ring 64 according to FIG. 2 is replaced by an axially displaceable clamping ring 64a, which is held by the cross bolt 69 on the piston rod section 63: The radial play of the clamping ring 64a on the piston rod end section 63 is approximately 0.0076 mm, on the one hand to ensure that it can still be displaced axially, on the other hand by a To prevent leakage flow between the piston rod portion and the piston ring. The transverse openings 67a in the front part of the clamping ring, the outside diameter of which is smaller than the diameter of the cylinder bore, are approximately 0.025 mm larger than the outside diameter of the retaining bolt 69 passing through them, so that a limited axial displacement of the clamping ring is possible.

Die ringförmige Eindrehung 70a des Klemmrings bildet zusammen mit der vorderen Schulter des Stützrings 62a die Kolbenringnut. In dieser Nut sind ein gespaltener, mit Vorspannung an der Zylinderwand anliegender Kolbenring 81 mit kugeliger Lauffläche und ein ebenfalls eine kugelige Lauffläche 85 aufweisender Kolbenring 82 axial verschiebbar angeordnet. Gegenüber dem Nutgrund 71a ist im eingebauten Zustand ein Radialspiel von etwa 0,025 mm vorgesehen. Der ungespaltene Kolbenring 82 hat dagegen nur ein Radialspiel von 0,0076 mm gegenüber dem Nutgrund 71 a. Das Laufspiel des ungespaltenen Kolbenrings 82 gegenüber der Zylinderwand beträgt etwa 0,0127 mm. Die kugeligen Laufflächen 83 und 85 der Ringe 81 und 82 sind als angrenzende Teile der gleichen Kugel ausgebildet, wobei der Kugelmittelpunkt genau in der Berührungsebene der Ringe liegt. Dadurch liegt die Berührungslinie mit der Zylinderwand in der gemeinsamen Berührungsebene der Ringe.The annular recess 70a of the clamping ring forms together with the front shoulder of the support ring 62a is the piston ring groove. In this groove are a split piston ring 81 resting against the cylinder wall with pretensioning with a spherical Running surface and a piston ring also having a spherical running surface 85 82 arranged to be axially displaceable. Opposite the groove bottom 71a is built-in State a radial play of about 0.025 mm is provided. The unsplit piston ring 82, on the other hand, only has a radial play of 0.0076 mm with respect to the groove base 71 a. That The running clearance of the unsplit piston ring 82 with respect to the cylinder wall is approximately 0.0127 mm. The spherical running surfaces 83 and 85 of the rings 81 and 82 are as adjacent Parts of the same sphere are formed, with the center of the sphere exactly in the plane of contact the ring lies. As a result, the line of contact with the cylinder wall lies in the common Contact plane of the rings.

Die Höhe der beiden Ringe ist größer als die der Eindrehung in dem Klemmring, so daß ein radial innerhalb des Rings 82 liegender Spalt 86 zwischen der rückwärtigen Seite des Klemmrings 64a und der von der Anlageschulter des Stützrings 62a gebildeten rückwärtigen Ringnutfläche entsteht. Die gemeinsame Höhe der Ringe 81 und 82 ist so gewählt, daß diese sich beim Saughub von der Anlageschulter des Stützrings 62a abheben können, aber beim Druckhub vom Klemmring zwischen dessen Schulter 72a und der Anlageschulter des Stützrings festgeklemmt sind. Zur Druckentlastung ist der Spalt 86 über eine Entlastungsbohrung 87 zur Niederdruckseite des Kolbens -verbunden.The height of the two rings is greater than that of the recess in the Clamping ring, so that a gap 86 lying radially inside the ring 82 between the rear side of the clamping ring 64a and that of the contact shoulder of the support ring 62a formed rear annular groove surface arises. The common height of the rings 81 and 82 are selected so that they move away from the contact shoulder of the Support ring 62a can lift off, but during the pressure stroke from the clamping ring between its Shoulder 72a and the contact shoulder of the support ring are clamped. For pressure relief is the gap 86 via a relief bore 87 to the low-pressure side of the piston -tied together.

Der Klemmring weist noch in seiner Eindrehung in der dem Druckraum zugewandten Ecke eine Ringnut 88 auf, damit auf den gespaltenen Kolbenring 81 von innen her der gleiche Druck wie auf dessen Lauffläche wirkt.The clamping ring still has its recess in the pressure chamber facing corner an annular groove 88 so that on the split piston ring 81 of the same pressure acts on the inside as on its running surface.

Der Kolben wird je nach seiner Lage im Zylinder durch den gespaltenen Kolbenring 81 oder von beiden Ringen 81 und 82 gestützt und geführt.The piston is split depending on its position in the cylinder Piston ring 81 or supported and guided by both rings 81 and 82.

Die Ausführungsform gemäß F i g. 3 und 4 wirkt in ähnlicher Weise wie die Ausführungsform gemäß F i g. 2. In diesem Fall wird der gespaltene Kolbenring 81 jedoch infolge des auf die vordere Stirnfläche des Klemmrings 64a wirkenden Drucks im Zylinder zwischen der rückwärtigen Schulter 72a des Klemmrings 64a und der vorderen .Stirnfläche des ungespaltenen Kolbenrings 82 festgeklemmt, um ein Zusammendrücken des Kolbenrings 81 durch einen im keilförmigen Spalt zwischen seiner kugeligen Lauffläche 83 und der Zylinderwand 41 wirkenden Druck zu verhindern.The embodiment according to FIG. 3 and 4 act in a similar way like the embodiment according to FIG. 2. In this case, the piston ring is split 81, however, due to the pressure acting on the front face of the clamping ring 64a in the cylinder between the rear shoulder 72a of the clamping ring 64a and the front shoulder . Face of unsplit piston ring 82 clamped to compress of the piston ring 81 through a wedge-shaped gap between its spherical running surface 83 and the cylinder wall 41 to prevent pressure acting.

Während bei der Ausführungsform der Kolbendichtung gemäß F i g. 2 bei Anwendung in einem hydraulischen Motor beim Arbeitshub die Reibung zwischen Kolbenring und Zylinderwand bestrebt ist, den Kolbenring entgegen der Wirkung des Zylinderdrucks von seiner Anlageschulter abzuheben und dadurch die Klemmwirkung aufzuheben, kann dies bei der Ausführungsform nach den F i g. 3 und 4 nicht eintreten, da der Spalt 86 druckentlastet ist und damit der Klemmring 64a, sobald im Zylinder ein Druck auftritt, die Kolbenringe fest gegen die Anlageschulter des Stützrings 62a anpreßt.While in the embodiment of the piston seal according to FIG. 2 when used in a hydraulic motor, the friction between Piston ring and cylinder wall strives to counteract the action of the piston ring Cylinder pressure to lift off its contact shoulder and thereby the clamping effect cancel, this can be done in the embodiment according to FIGS. 3 and 4 do not occur, since the gap 86 is relieved of pressure and thus the clamping ring 64a as soon as it is in the cylinder a pressure occurs, the piston rings firmly against the contact shoulder of the support ring 62a presses on.

Eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbendichtung ist in den F i g. 5 und 6 dargestellt, bei der der Kolben ähnlich der ersten Ausführungsform gemäß F i g. 2 ausgebildet ist. Der Haltering 117 ist jedoch hier auf den Endabschnitt 90 der Kolbenstange 57 aufgeschraubt. Die Lauffläche 123 des Kolbenrings 122 und die Oberfläche 116 des Führungsrings 115 bilden auch hier gemeinsam eine Kugelfläche. Der Kugelmittelpunkt ist aber so gelegt, daß die Berührungslinie zwischen Zylinderwand und Kolben immer auf der Lauffläche 123 des Kolbenrings liegt. Der gespaltene Kolbenring ist gegen Verdrehen mittels eines Stiftes 126 gesichert, der in den bei 125 vergrößerten Spalt 124 des Kolbenrings eingreift. Der Stift 126 ist in einer Bohrung 127 des Führungsrings 115 festgehalten. Im Bereich der Anlagefläche des Kolbenrings weist die Schulter 121 des Führungsrings 115 eine Druckentlastungsnut 128 auf, die gemäß F i g. 6 nicht in den Spalt 124 mündet. Die Druckentlastungsnut 128 ist zusätzlich mit einer Druckentlastungsbohrung 129 durch defi Außenrand des Führungsringes 115 mit der Niederdruckseite des Kolbens verbunden.A third embodiment of the piston seal according to the invention is shown in FIGS. 5 and 6, in which the piston is similar to the first embodiment according to FIG. 2 is formed. The retaining ring 117 is, however, screwed onto the end section 90 of the piston rod 57 here. The running surface 123 of the piston ring 122 and the surface 116 of the guide ring 115 together also form a spherical surface here. The center of the sphere is placed in such a way that the line of contact between the cylinder wall and the piston is always on the running surface 123 of the piston ring. The split piston ring is secured against rotation by means of a pin 126 which engages in the gap 124 of the piston ring enlarged at 125. The pin 126 is held in a bore 127 in the guide ring 115. In the area of the contact surface of the piston ring, the shoulder 121 of the guide ring 115 has a pressure relief groove 128 which, as shown in FIG. 6 does not open into the gap 124. The pressure relief groove 128 is additionally connected with a pressure relief bore 129 through the outer edge of the guide ring 115 with the low-pressure side of the piston.

Die Kolbendichtung dieser Ausführungsform wirkt in der gleichen Weise wie die der F i g. 2, nur daß sich hier infolge der Druckentlastungsnut 128 und der Entlastungsbohrung 129 auf der rückwärtigen Fläche des Kolbenrings 122 kein Druck aufbauen kann und damit die wirksame Festklemmung an die Anlageschulter des Führungsrings 115 sowohl bei Anwendung dieser Kolbendichtung bei einer Pumpe als auch bei einem Motor sichergestellt ist.The piston seal of this embodiment acts in the same way like that of FIG. 2, only that here as a result of the pressure relief groove 128 and of the relief bore 129 on the rear surface of the piston ring 122 no Can build up pressure and thus the effective clamping to the Contact shoulder of the guide ring 115 both when this piston seal is used in a pump as well as with an engine.

Bei der vierten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbendichtung nach F i g. 7 wird der gespaltene Kolbenring 134 durch einen Scheibenfederring 137 gegen die Anlageschulter 133 des auf den Endabschnitt 90 der Kolbenstange 57 spielfrei aufgezogenen Stützrings 130 mit einer Eindrehung zur Aufnahme des Kolbenrings angelegt. Der Stützring und der Scheibenfederring sind mittels der auf den Endabschnitt 90 geschraubten Mutter 138 gegen die Schulter 61 des Bundes 60 der Kolbenstange gezogen. Der geschlitzte Kolbenring wird von dem Scheibenfederring so weit in radialer Richtung überfaßt, daß der Kolbenringspalt 136 wirksam abgedeckt ist. Dazu ist sein Außendurchmesser 0,025 mm kleiner als der Zylinderdurchmesser. Der Scheibenfederring 137 ist in radialer Richtung gewölbt, so daß er trotz mittiger Einspannung am Außenrand eine Kraftwirkung in axialer Richtung auf den Kolbenring ausübt. Die von der Feder auf den Kolbenring ausgeübte Andruckkraft soll kleiner als die beim Saughub des Kolbens durch die Wandreibung verursachte Schleppkraft sein, damit sich der Kolbenring von der Anlageschulter 133 abheben und vor Beginn des Druckhubes einwandfrei am ganzen Umfang an die Zylinderwand anlegen kann. Da bei dieser Ausführungsform der Außendurchmesser der Anlageschulter 133 wesentlich kleiner als der Zylinderdurchmesser ist, braucht hier eine besondere Druckentlastung der Kolbenringanlagefläche nicht vorgesehen zu sein. Die bei Beginn des Druckhubes auftretende Anpressung des Kolbenrings an die Anlageschulter ist ausreichend, um die Festklemmung des Kolbenrings während des ganzen Hubes sicherzustellen. Auch diese Ausführungsform der Kolbendichtung ist sowohl für eine Pumpe wie für einen hydraulischen Motor gleich gut geeignet.In the fourth embodiment of the piston seal according to the invention according to FIG. 7, the split piston ring 134 is replaced by a disc spring ring 137 against the contact shoulder 133 of the end section 90 of the piston rod 57 without play applied support ring 130 with a recess for receiving the piston ring. The support ring and the woodruff washer are attached to the end section 90 by means of the screwed nut 138 pulled against the shoulder 61 of the collar 60 of the piston rod. The slotted piston ring is so far from the woodruff washer in the radial direction understood that the piston ring gap 136 is effectively covered. To do this is its outside diameter 0.025 mm smaller than the cylinder diameter. The woodruff ring 137 is in a radial Arched direction, so that despite being clamped in the center, it exerts a force on the outer edge exerts on the piston ring in the axial direction. The one from the spring to the piston ring The applied pressure force should be smaller than that during the suction stroke of the piston due to wall friction caused drag force so that the piston ring from the contact shoulder 133 lift off and, before the start of the printing stroke, properly attach to the cylinder wall over the entire circumference can create. Since in this embodiment the outer diameter of the contact shoulder 133 is much smaller than the cylinder diameter, you need a special one here Pressure relief of the piston ring contact surface should not be provided. The one at the beginning the pressure of the piston ring on the contact shoulder that occurs during the pressure stroke sufficient to ensure the clamping of the piston ring during the entire stroke. This embodiment of the piston seal is also suitable for both a pump and for a hydraulic motor is equally well suited.

Eine fünfte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kolbendichtung, die in F i g. 8 dargestellt ist, gleicht der in den F i g. 3 und 4 gezeigten Ausführungsform mit der Ausnahme, daß die beiden Kolbenringe 81 und 82 der letztgenannten Ausführungsform hier durch zwei gespaltene Kolbenringe 140 und 141 ersetzt sind und daß ein schmaler, ungespaltener Führungsring 142 zwischen diesen angeordnet ist. Die kugeligen Außenflächen dieser drei Ringe gehören auch hier der gleichen Kugelfläche an, deren Durchmesser dem Zylinderdurchmesser entspricht. Der Führungsring 142 ist so hoch ausgeführt, daß auch bei maximaler Neigung des Kolbens die Berührungslinie mit der Zylinderwand immer auf der Lauffläche 145 des Führungsrings 142 bleibt. Das Radialspiel des Führungsrings gegenüber dem Nutzgrund beträgt nur etwa 0,0076 mm, damit keine Leckströme an dieser Stelle möglich ist. Das Führungsspiel des Führungsringes gegenüber der Zylinderwand ist mit etwa 0,0127 mm ausgeführt.A fifth embodiment of the piston seal according to the invention, the in F i g. 8 is similar to that in FIGS. 3 and 4 shown embodiment with the exception that the two piston rings 81 and 82 of the latter embodiment are replaced here by two split piston rings 140 and 141 and that a narrow, unsplit guide ring 142 is arranged between them. The spherical outer surfaces these three rings also belong to the same spherical surface here, their diameter corresponds to the cylinder diameter. The guide ring 142 is designed so high that that even at maximum inclination of the piston the line of contact with the cylinder wall always remains on the running surface 145 of the guide ring 142. The radial play of the guide ring compared to the usable floor is only about 0.0076 mm, so there are no leakage currents on this Position is possible. The guide play of the guide ring against the cylinder wall is designed with about 0.0127 mm.

Dadurch, daß bei den in den F i g. 3, 4 und 8 dargestellten Klemmringen, deren Innendurchmesser kleiner als der Innendurchmesser der Kolbenringe ist, ist die vom Klemmring auf den Kolbenring ausgeübte Kraftwirkung gegehüber derjenigen, die auftritt, wenn der Druck, wie in den F i g. 2 und 5 bis 7 dargestellt, nur auf die Stirnfläche des Kolbenrings wirkt, höher.The fact that in the F i g. 3, 4 and 8 clamping rings shown, whose inner diameter is smaller than the inner diameter of the piston rings the force exerted by the clamping ring on the piston ring compared to that which occurs when the pressure, as shown in Figs. 2 and 5 to 7 shown, only on the face of the piston ring acts higher.

Claims

Claims: 1. Piston seal, especially for hydraulic pistons Pumps and motors, with a split piston ring that is under tension radially rests against the cylinder wall and its running surface is curved in the axial direction, characterized in that the running surface has a spherical zone with a diameter of the cylinder is the corresponding ball diameter.

2. Piston seal, in particular according to claim 1, characterized in that the piston ring in a known Way with the smallest possible axial play in its groove and that the diameter of the piston in front of the annular groove is much smaller than that of the cylinder (F i g. 2) or that on the side of the piston ring facing the pressure chamber a front one Part of the boundary of the groove, directly exposed to the cylinder pressure Clamping ring is arranged, which transfers the cylinder pressure indirectly to the piston ring (Figs. 3, 7 and 8) '.

3. Piston seal according to claim 2, characterized in that that the groove on the rear side of the piston ring in a known manner is connected via openings with the side of the cylinder facing away from the pressure chamber (Fig. 5).

4. Piston seal according to claim 3, characterized in that the groove on its boundary surface (121) facing away from the pressure chamber in the area of the contact surface for the piston ring (122) one with a pressure relief opening (129) in connection has standing annular groove (128).

5. Piston seal according to claim 2 to 4, characterized characterized in that the inner diameter of the end face facing the pressure chamber the axially guided with the smallest possible radial play clamping ring (64 a, 137) smaller than the inner diameter of the piston ring (81, 134, 140).

6. Piston seal after Claim 5, characterized in that the one lying radially inside the piston ring Gap (86) between the rear side of the clamping ring (64a) and the rear Ring groove surface with the pressure chamber via at least one relief bore (87) remote side of the cylinder is connected (F i g. 3).

7. Piston seal after Claim 1 to 6, characterized in that the piston ring (74, 122, 134, 140, 141) facing end face of a component (62, 115, 137, 142), which is firmly pressed together with the piston ring during the pressure stroke, an outer diameter that is only approximately one degree smaller than that of thermal expansion than corresponds to the diameter of the cylinder bore. B.

Piston seal according to claim 1 to 7 for a piston whose angular movements during operation opposite to the cylinder axis executing piston rod firmly connected to the piston is, characterized in that the outer surface (75) of the piston (56) is a spherical zone with one with the running surface (76) of the piston ring (74) common The center of the sphere and the radius is (Fig. 2).

9. Piston seal according to claim 8, characterized characterized in that the piston ring (74) is adjacent to the piston rod (57) solid guide ring (62), which at the same time forms the contact shoulder, with a spherical one Running surface (75) is provided, the ball diameter of which is only approximately one thermal expansion enabling dimension is smaller than the diameter of the cylinder bore (41) and whose center of the sphere coincides with that of the piston ring and is so positioned that the complete circular line of contact with the cylinder wall in the angular movements the piston rod always remains on the running surface of the guide ring (Fig. 2).

10. Piston seal according to claim 8, characterized in that two in the groove slotted piston rings with a spherical running surface, the column in itself as is known, diametrically opposed to each other, or a split piston ring (81) with a spherical running surface and an axially displaceable guide ring (82) with spherical running surface are arranged, the common center of the sphere preferably exactly in the contact plane of the piston rings or of the guide ring and piston ring (Fig. 3).

11. Piston seal according to claim 9 and 10, characterized in that that between the two split piston rings (140, 141) a narrow, unsplit one Guide ring (142) with a spherical running surface is one with that of the piston rings has a common center point and radius, with the center point in the middle axis section of the guide ring (Fig. 8). Publications considered: German Patent Nos. 562,858, 738,907; Austrian Patent Specification No. 141755; Swiss U.S. Patent No. 198,487; French Patent Nos. 800 828, 803 098; British Patent Nos. 638,652, 682,485, 423,981; U.S. Patent No. 1816,527.