DE1250701B - - Google Patents

Description

j? Ij >' D £ Π St}?. PUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES 4y PATENTAMT

nt. Cl:

DeutscheKl.: 47 f-22/75

JESCHRIFT

50 701 Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

1250701
G43280XII/47f
6. April 1965
21. September 1967

'Mio'iheek'

Bor. Ind. Eigendota

Ulfe ^-Tiriindung bezieht sich auf eine Dichtungsanordnung für Freikoiben in hydropneumatischen Druckspeicher!!, bestehend aus mehreren axial hintereinander angeordneten Kunststoffringen verschiedener Härte, wobei diese Ringe in axialer Richtung ständig durch eine im Kolben angeordnete Feder beaufschlagt sind, um wenigstens einen dieser Ringe infolge radialer Ausdehnung dichtend an die Zylinderwand zu pressen.

Eine derartige Dichtungsanordnung, bei der mindestens zwei Ringe aus verschiedenartigen Werkstoffen zur Anwendung kommen, die einem ständigen Dmck einer Feder unterliegen, ist bekannt. Hierbei wurde das Kriechen oder Fließen des härtesten Ringwerkstoffes dazu ausgenutzt, den anderen Ring vor dem Hineinquetschen in den Ringspalt zwischen Kolben und Zylinder zu schützen.

Es wurde insbesondere empfohlen, als Ring mit geringer Kriechneigung einen aus elastischem Fluor-Kunststoff, wie z. B. Polytetrafluorethylen oder Polytrifluormonochloräthylen, besiehenden Ring zu verwenden. Diese Materialien haben die Eigenschaft, selbstschmierend zu sein und auf die Oberflächen der Zylinder eine Schutzschicht aufzutragen, die die Reibung zwischen den Dichtungsringen und der Wand des Zylinders erheblich herabmindert.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß beim Auftreten von Temperaturunterschieden die Dichtungsringe sich in ihrer Härte ändern und Veränderungen erleiden, die die Dichtigkeit stören. Im Fall einer Abkühlung zieht sich der Ring wieder zusammen, nimmt an Härte zu, und es besteht die Gefahr, daß der Kontakt mit der Zylinderwand verlorengeht, wenn der Ring nicht in der Lage ist, eine ausreichende Verformung zu ertragen, Diese Verformungen sind jedoch unerläßlich, um einen dauernden Kontakt mindestens eines dieser Ringe mit der Wand des Zylinders sicherzustellen. Es wurde festgestellt, daß bei bekannten Dichtungsanordnungen die Oberflächen der elastischen Ringe mehr oder weniger an den angrenzenden Ringen kleben, so daß Schubbeanspruchungen im Innern der weicheren Ringe auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Dichtungsanordnung zu schaffen, die die vorstehend genannten Nachteile vermeidet.

Zur Lösung diener Aufgabe wird für eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Gattung vorgeschlagen, daß zwischen jedem elastischen. Ring jeweils el" Zwischenring aus selbstschmierendem Material angeordnet ist, der das relative Gleiten ohne Kleben der benachbarten Siimseiten der elastischen 2 2 NOV. 13&7

Dichtungsanordnung für Freikolben in
hydropneumatischen Driickspeichern

Anmelder:

lean Louis Gratzmuller,
Neuilly-sur-Seine, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. Müller-Börner

und Dipl.-Ing. H.-H. Wey, Patentanwälte,

Berlin 33, Podbielskiallee 68

Als Erfinder benannt:
Jean Louis Gratzmuller,
Neuilly-sur-Seine, Seine (Frankreich)

Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 14. April 1964 (970 810)

kung von Temperaturänderungen oder Druck verformen.

Auf diese Weise wird das Kleben zwischen den Ringen vollständig vermieden, und jeder Ring hat die Möglichkeit, sich durch Zusammendrücken unter der Wirkung des Federdruckes zu verformen. Das Gleiten der Ringe zwischen jeweils zwei Ringen aus selbstschmierendem Material erleichtert diese Verformung, ohne im Innern der Ringe Kräfte hervorzurufen, die auf die Dauer zu einer Zerstörung der Ringe führen. Außerdem verformen sich die Ringe viel leichter und gewährleisten einen besseren Kontakt mit der Fläche, mit der sie zusammenarbeiten sollen.
Die erfindungsgemäße Dichtungsanordnung ist auch dann von Vorteil, wenn der Speicher keinen stärkeren Temperaturschwankungen ausgesetzt ist, da die elastischen Ringe auch unter der Einwirkung des ständig aufrechterhaltenen Federdruckes im Betrieb radiale Verformungen mitmachen müssen, und zwar nicht nur entsprechend ihrer allmählichen Abnutzung, sondern auch entsprechend der sich gegen die Längsmitte des Speichers etwas aufbauchenden

Kmge sicherstellt, während diese sich unter der Wir-Zyiinderwand. Tatsächlich erfordert der infolge des "nonet! InnendAiCkcs von den Zy'i"derenden gegen die Zyhndermitte hin zunehmende Innendurchmesser des Speicherzylinders während der Bewegung des

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Kolbens eine radiale Verformung der elastischen durchgeführt ist. in dem ringförmigen Sitz ist außer Ringe, die unter dem Einfluß der axialen Federkraft der Dichtungsanordnung eine Feder 38 untergebracht, gegen die Innenwand des Speicherzylinders gerichtet Diese Dichtungsanordnung ist der in Fig. 1 darist oder unter dem Einfluß des abnehmenden Innen- gestellten ähnlich.

durchmesser des Zylinders gegen die Kolbenachse 5 In Fig. 3 ist eine Dichtungsanordnung herkömmhin, d. h. entgegen der Wirkung der Feder. Ein starkes licher Art, bei der das Prinzip der Erfindung nicht Anhaften verformbarer Dichtungsringe selbst unter- angewandt ist. dargestellt. Sie ist aus zwei Dtchtungsschiedlicher Härte verhindert aber die einwandfreie ringen 60 und 61 verschiedener Härte ohne dazwiradiale Verformung der in axialer Richtung zusam- schenliegende Ringe aus selbstschmierendem Matemengepreßten Dichtungsringe. io rial zusammengesetzt, die auf einem Absatz des

Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele des freien Kolbens 31 eines Kraftspeichers 32 aufliegen Erfindungsgegenstandes. und unter dem Druck der Feder 38 stehen. Unter dcr

Fig. 1 zeigt im Längsschnitt den Kolben eines _Annahme, daß., der-obere Ring 60 aus weicherem -ölpneumatischen Kraftspeichers mit einem Zylinder, Material als der untere Ring 61 hergestellt ist, und in dem der Kolben frei gleitet; 15 unter der Annahme, daß die Temperatur ansteigt,

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Dich- ohne jedoch so hoch zu werden, daß der harte Ring tungsanordnung, die zwischen einer Wand und einer 61 in Aktion tritt, wird der weiche Ring 60 von der durch diese Wand hindurchgeführten Welle angeord- Feder 38 zusammengedrückt und abgeflacht, wähnet ist; . ^rend der Ring 61 verhältnismäßig hart bleibt, weniger

Fig. 3 zeigt eine herkömmliche Dichtungsanord- 2o~abgeflacht wird und auch kaum mit der Wand des nung, und es ist das Verhalten von in einem freien Zylinders 32 in Berührung kommt. Daraus ist zu erKolben eines Kraftspeichers angeordneten Ringen aus sehen, daß die Verformung dieser Ringe nicht nur weichem Material ohne Zwischenlage von selbst- eine Funktion der Temperatur ist, sondern daß sie schmierenden Teilen dargestellt; sich entsprechend ihrer Härte, wie in Fig. 3 darFig. 4 ist eine Fig. 3 entsprechende Ansicht der 25 gestellt, verschieden verformen. Weil jedoch diese erfindungsgemäßen Dichtungsanordnung, und es ist ' Ringe einerseits aneinander und andererseits an den das Verhalten der Ringe gezeigt, wenn zwischen Ooerflächen der Teile, zwischen denen sie liegen, diesen Ringen und den Oberflächen, mit denen sie in _■ haften, verformen sich die Ringe infolge der inneren Berührung kommen, Ringe aus selbstschmierendem - -Schubbeanspruchungen schlecht, so daß der weiche Material angeordnet sind. 30 Ring 60 einen_jungmüg£nden-4^ontaktTnTr der Zylin-

Fig. 1 zeigt einen Zylinder 32, der das Gehäuse derwand 32 hat.
eines hydropneumatischen Kraftspeichers bildet, und In F i g. 4 ist die entsprechende Anordnung dareinen Freikolben 31 mit einer Stufe, in der mehrere - gestellt, wobei jedoch erfindungsgemäß außer den untergelegte Dichtungsringe unter Zwischenschaltung Dichtungsringen 60 und 61 dünne Zwischenringe 62 eines Stützteiles 49 bei einem konstanten Druck einer-35-aus— selbstschrrrieTendem "Material vorgesehen sind. Feder 38, die sich auf einem an dem Kolben 31 vor- Bei dieser Anordnung können die Ringe 60 und 61 gesehenen Mittenanschlag abstützt, aufgenommen ■-. nicht mehr an .den Teilen, zwischen denen sie ansind. __^eordjiet._sind_J.. JiafteiL- Sie verformen sich "also ins-

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei gesamt nur durch Druck, ohne Schubbeanspruchun-Dichtungsringe vorgesehen: die Ringe 45 und 46 von 40 gen zu unterliegen. Dadurch geht die Verformung der verhältnismäßig großer Härte, die dazu bestimmt Ringe viel leichter vor sich, es wird ein besserer Kon. sind, die Dichtigkeit sicherzustellen, wenn die Um- takt mit.der. Wand des Zylinders 32 ermöglicht, und gebungstemperatur verhältnismäßig hoch ist, und' die Ringe haben eine große Lebensdauer, weil sie zwischen den Ringen 45 und 46 ein Ring 47, der aus keiner schädlichen Beanspruchung ausgesetzt sind, einem weicheren Material hergestellt ist, um die 45 . Tn F i g. 4 ist zu erkennen, daß der weichere Ring Dichtigkeit bei verhältnismäßig niedriger Umgebungs- 60 unter der Wirkung des Druckes, der Feder 38 gleitemperatur sicherzustellen. " ten kann, um sich entlang seiner annähernd gesamten

Jeder der Dichtungsringe 45, 46 und 47 ist von den Außenfläche gegen die Wand des Zylinders 32 zu angrenzenden Teilen, d.h. von den benachbarten; legen, wodurch eine vollständige Abdichtung sicherRingen und den Stützflächen der Teile 31 und 49, 50 gestellt wird..Der härtere Ring 61 kann ebenfalls durch Ringe, aus selbstschmierendem Material 48, ungehindert gleiten und wird.sich.bei weiterer Temz.B. aus dem unter der Handelsbezeichnung »Teflon« peraturerhöhung vollständig an. die Zylinderwand bekannten Material, getrennt. Durch diese Anord- anlegen. In Fig. 4 sind die Zwischenringe 62, um nung kann sich jeder Dichtungsring unter der Wir- die Zeichnung anschaulicher zu machen, so dargekung des über das Teil 49 durch die Feder 38 aus- 55 stellt, daß sie mit ihrer Außenfläche nicht die Wand geübten Druckes frei verformen, ohne Schubkräften des Zylinders 32 berühren. Bei der praktischen Auszu unterliegen, die zur Zerstörung des Ringes führen , führung ist jedoch vorzuziehen, die Außenflächen können. dieser Zwischenringe, wie es in Fig. 1 dargestellt ist,

Die selbstschmierenden Ringe 48 haben, wie in an der Wand des Zylinders 32 anliegen zu lassen. Fig. 1 dargestellt, einen solchen Außendurchmesser, 60 Die selbstschmiercnden Ringe 62 können durch daß sie mit ihrem zylindrischen Rand an der Wand Schichten aus selbstschmierendem Material ersetzt des Zylinders 32 gleiten, so daß sie diese Wand werden, die auf wenigstens eine der Stirnflächen jedes schmieren und damit das Kriechen der weicheren Ringes aufgebracht sind, um das gewünschte Gleiten Ringe verhindern. Dadurch wird ein ausreichender zu erzielen.

Schut- der Dichtungsringe erreicht. *S Der Erfindungsgescnstand ist insbesondere für

In Fig. 2 ist eine Dichtungsanordnung dargestellt, Freikolbcn von ölpneumatischen Kraftspeichern vordie in einem ringförmigen Sitz eines hohlen l-'ührungs- teilhaft, jedoch auch für Kolben oder Zylinder von teües 58 angeordnet ist, durch das eine Stange 57 hin- hydraulischen Kraftvonichtungen, besonders aber für

Claims (5)

solche, die großen Temperaturunterschieden ausgesetzt sind. Patentansprüche:

1. Dichtungsanordnung für Freikolben in hydropneumatischen Druckspeichern, bestehend aus mehreren axial hintereinander angeordneten Kunststoffringen verschiedener Härte, wobei diese Ringe in axialer Richtung ständig durch eine im Kolben angeordnete Feder beaufschlagt sind, um wenigstens einen dieser Ringe infolge radialer Ausdehnung dichtend an die Zylinderwand zu pressen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jedem elastischen Ring (45,

46, 47, 60, 61) jeweils ein Zwischenring (48, 62) aus selbstschmierendem Material angeordnet ist, der das relative Gleiten ohne Kleben der benachbarten Stirnseiten der elastischen Ringe (45, 46,

47, 60, 61) sicherstellt, während diese sich unter der Wirkung von Temperaturveränderungen oder ao Druck verformen.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch \, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenringe (48, 62) aus einem Material auf der Basis mindestens eines elastischen Fluor-Kunststoffs der Polytetra-

fluoräthylen und Polytrifluormonochloräthylen enthaltenden Gruppe hergestellt sind.

3. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Zwischenringe (48, 62) in an sich bekannter Weise mit seiner Umfangsfläche an der Zylinderwand anliegt.

4. Dichtungsanordnung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich in an sich bekannter Weise je ein selbstschmierender Ring (48) zwischen dem Anschlag (31) und dem diesem benachbarten elastischen Ring (46) sowie zwischen dem unter dem Druck der Feder (38) stehenden Stützteil (49) und dem diesem benachbarten elastischen Ring (45) angeordnet sind.

5. Dichtungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle der Ringe (48, 62) auf die elastischen Ringe (45, 46, 47, 60, 61) und/oder den Anschlag (31) bzw. das Stützteil (49) Schichten aus selbstschmierendem Material aufgebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 676 254;
französische Patentschrift Nr. 1 297 881.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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