-
Die Erfindung bezieht sich auf eine abgedichtete Kolbenstangenherausführung
aus einem Druckzylinder mit einem in einer gegenüber dem Kolbenstangenquerschnitt
größeren Führungsbohrung angeordneten Futter aus Polytetrafluoräthylen od. dgl.
abriebfestem, elastisch verformbarem Material, welches unter Ausnutzung des abzudichtenden
Druckes radial nach innen gegen die Kolbenstange angedrückt wird.
-
Bei einer solchen bekannten Kolbenstangenherausführung ist das - aus
einem Schlauch gleichmäßiger Wandstärker bestehende Futter innerhalb der Führungsbohrung
von einem weiteren Schlauchstück aus elastischem Packungsmaterial umgeben, durch
welches das Futter; radial nach innen gegen- die Kolbenstange angedrückt werden
soll. Ungünstig ist jedoch noch, daß ;ein genügend weiches Material des die Packung
bildenden Schlauchstückes keine Gewähr für eine genügend zuverlässige Abdichtung
bietet. Es ist z. B. möglich, daß das zwischen dem schlauchförmigen Futter und dem
weichelastischen Schlauchstück eindringende Druckmedium zwischen diesen beiden Ringteilen
oder zwischen dem Schlauchstück und der Führungsbohrung entweicht, wenn das elastische
Schlauchstück nicht etwa dicht mit der Führungsbohrung und dem Futter verklebt ist.
Wird das weichelastische Schlauchstück aber mit den beiden genannten Teilen dicht
verklebt, dann wird ihm dadurch zugleich die Möglichkeit einer gleichmäßigen übertragung
des Druckes des abzudichtenden Mediums radial nach innen auf das Futter genommen.
-
Der Erfindung liegt. die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Mängel
zu vermeiden und den selbsttätigen Ausgleich des unvermeidlichen Abriebes am Futter
auf eine andere Weise zuverlässiger zu erreichen, ohne daß damit etwa die Gefahr
einer Undichtheit der Kolbenstangenherausführung verbunden wäre.
-
Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das
Futter mit entlang seinem Außenumfang aufeinanderfolgenden kreisringförmigen Rippen
mit einem in an sich bekannter Weise jeweils etwa dachförmig vorstehenden Querschnitt
in entsprechenden Ringnuten der Führungsbohrung gehalten ist und daß in einer zylinderseitig
des Futters anschließenden Ringnut der Führungsbohrung ein axial auf der zylinderseitigen
Stirnseite des Futters abgestützter, vorzugsweise einen Kreisquerschnitt aufweisender
Dichtring angeordnet ist.
-
Bei einer solchen Ausbildung der Kolbenstangenherausführung führen
die in die Ringnuten der Führungsbohrung eingreifenden Rippen des Futters bei der
betriebsmäßigen axialen Druckbelastung über die ganze Länge des Futters zu einer
radial einwärts gerichteten Vorbelastung, die die abdichtende Anlage des Futters
an der Kolbenstange gewährleistet. Der zylinderseitige zusätzliche Dichtring sorgt
bei der axialen Druckbelastung durch das Druckmedium außerdem dafür, daß die erste
zylinderseitige Rippe des Futters in axialer Richtung abdichtend gegen die Seitenwandung
der zugeordneten Ringnut der Führungsbohrung angedrückt und damit ein Eindringen
des Druckmediums zwischen das Futter und die Führungsbohrung verhindert wird.
-
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung können die Rippen und Ringnuten
jeweils ein Profil nach Art üblicher Whitworthgewinde bilden, was beim Vorhandensein
entsprechender Formen oder zum besseren Einführen des Futters in die Führungsbohrung
vorteilhaft ist.
-
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Futter an
seinem äußeren, über die Mündung der Führungsbohrung herausragenden Ende konisch
verjüngt und bildet eine Abreißkante für an der Kolbenstange haftende Verunreinigungen,
wie Öl USW.
-
Bei einer Thermometerherausführung aus einem Druckzylinder ist es
zwar bereits bekannt, das aus Polytetrafluoräthylen bestehende Futter der Herausführung
mit einem Außengewinde zu versehen und in ein entsprechendes Innengewinde einer
Führungsbohrung einzuschrauben. Da es bei einer solchen Thermometerherausführung
jedoch an jeglicher betriebsmäßigen Hin- und Herverschiebung des stangenförmigen
Thermometers in der Herausführung ermangelt, kann hier das der vorliegenden Erfindung
zugrundeliegende Problem des Ausgleichs eines betriebsmäßigen Abriebes nicht auftreten.
Die ineinandergreifenden genannten Gewindegänge des bekannten Futters konnten deshalb
die ganz neue Aufgabe und Wirkung der zusammenwirkenden Gewindegänge nicht nahelegen,
selbst wenn zugleich berücksichtigt wird, daß auch schon längst einfache zylindrische
Abdichtungsmuffen aus einem geeigneten Kunststoff bekannt sind.
-
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht;
es zeigt F i g. 1 eine die erfindungsgemäße Kolbenstangendurchführung aufweisende,
zum Einsatz in einen Druckzylinder bestimmte Führungsbuchse in einem Axialschnitt,
F i g. 2 einen die Führungsbuchse gemäß F i g. 1 aufweisenden Druckzylinder in einem
axialen Teil-schnitt,
F i g. 3 eine in den F i g. 1 und 2 durch einen Kreis
eingeschlossene Ausschnittdarstellung in vergrößertem Maßstab (bei betriebsmäßiger
Bean-@pruchung und noch nicht abgenutztem Futter der Führungsbuchse), F i g. 4 eine
der F i g. 3 gleichende Darstellung, jedoch bei bereits weitgehend abgenutztem Futter
der Führungsbuchse.
-
Der in F i g. 2 dargestellte Druckzylinder 10 weist an seinem
offenen, zur Durchführung der (nicht dargestellten) Kolbenstange eines Arbeitskolbens
dienenden Ende eine in ihn eingesetzte und beispielsweise verschweißte Führungsbuchse
11 auf, deren Bohrung zylinderseitig eine größere, im Querschnitt etwa rechteckige
Ringnut 12 aufweist, in die ein üblicher, gemäß dem Ausführungsbeispiel einen Kreisquerschnitt
aufweisender Dichtring 13 eingelegt ist. Im unmittelbaren Anschluß an die Ringnut
12 ist die Bohrung der Führungsbuchse 11 in Richtung nach ihrer äußeren Öffnung
hin mit einer Vielzahl unmittelbar aufeinanderfolgender, im Querschnitt jeweils
etwa dachförmiger Ringnuten 11' (vgl. F i g. 4) versehen, die gemeinsam ein mit
einem üblichen Whitworthgewinde vergleichbares Profil bilden.
-
Innerhalb der Führungsbuchse 11 ist im Bereich der letztgenannten
Ringnuten 11' ein Futter 14 aus einem weitgehend abriebfesten und elastisch verformbaren
Material mit geringem Reibungskoeffizienten angeordnet, das mit entlang seinem Außenumfang
angeordneten, dem Profil der Ringnuten 11' entsprechenden kreisringförmigen Rippen
14' (vgl.
F i g. 3) in die Ringnuten 11' der Führungsbuchse
11
eingreift und in der Buchse dadurch gehalten ist. Als Material für das
Futter 14 kommt Tetrafluoräthylen in Frage, welches nicht nur selbstschmierend,
d. h. »trockenschmierend«, sondern auch gut temperaturfest ist. Trotzdem ergibt
sich auch bei einem solchen Futter im Laufe eines längeren Betriebes ein zunehmender
Abrieb, der normalerweise zu einer entsprechenden Vergrößerung der lichten Weite
des Futters und damit zu einem entsprechend vergrößerten Ringspalt zwischen dem
Futter 14 und der Kolbenstange führen würde. Bei bisher üblichen Futtern
von Kolbendurchführungen ist eine solche Ringspaltvergrößerung noch mit dem weiteren
Nachteil verbunden, daß nunmehr der an der zylinderseitigen Stirnseite des Futters
angeordnete Dichtring 13, der unter der betriebsmäßigen Druckbelastung gemäß
F i g. 3 ein etwa birnenförmiges Profil erhält, mit dem spitzen Ende seines birnenförmigen
Profils teilweise in den Ringspalt hineingezwängt ist und dadurch besonders schnell
abgenutzt wird.
-
Bei der dargestellten Kolbenstangendurchführung ist der bisher für
unvermeidbar gehaltene Mangel der zunehmenden Ringspaltvergrößerung dadurch vermieden,
daß das Futter 14 durch den betriebsmäßigen Axialdruck vom Dichtring
13 her ständig nach dem äußeren Ende der Herausführung vorbelastet ist, wodurch
es entlang den Flanken der Ringnuten 11' der Führungsbuchse 11 zugleich
radial einwärts nach der Kolbenstange hin verformt wird.
-
Während sich die letztgenannte Verformung bei einem noch unabgenutzten
Futter 14, wie es in F i g. 3 dargestellt ist, praktisch noch nicht auswirken
kann, weil das Futter 14 von vornherein dicht an der Kolbenstange anliegt
und wegen der Verformungskräfte nur eine besonders gut abdichtende Anlage an der
Kolbenstange bewirkt, ergibt sich mit zunehmender Abnutzung des Futters
14 schließlich eine betriebsmäßige Lage des Futters 14, wie sie in
F i g. 4 dargestellt ist. Wie ersichtlich, ist die am Grunde der Rippen
14' gemessene kleinste Wandstärke des Futters 14 gegenüber dem Maß dl in
F i g. 3 auf das wesentlich kleinere Maß d2 in F i g. 4 zurückgegangen, was auf
eine entsprechende Abnutzung an der Innenwandung des Futters zurückzuführen ist.
Dadurch, daß der Dichtring 13 bei der betriebsmäßigen Beanspruchung nach wie vor
gegen die zylinderseitige Stirnfläche 15 des Futters 14 andrückt,
wird dieses nunmehr unter einer gleichzeitigen Verformung um den Betrag a axial
verschoben. Bei dieser Verschiebung gleiten die schrägen Flanken der Rippen
14' entlang den entsprechenden Flanken der Ringnuten 11' radial nach
innen, wodurch das Futter 14 in die aus F i g. 4 ersichtliche Querschnittsform
verformt wird, bei der es ebenfalls völlig dicht an der Kolbenstange anliegt. Der
durch die Abnutzung hervorgerufene Spielraum ist somit nach außen in die Ringnuten
11' der Führungsbuchse 11 verlegt worden, wo er in F i g. 4 beispielsweise
an der Stelle 16 sichtbar ist. Da die Rippen 14' und die zugeordneten
Ringnuten 11' gewindeartig dicht aufeinanderfolgen, ergibt sich eine praktisch
gleichmäßige Verformung des Futters 14, die somit selbst nach einer größeren
Abnutzung noch entlang ihrer ganzen Länge dicht an der Kolbenstange anliegt.
-
Das äußere Ende 17 des Futters 14 kann gemäß den F i
g. 1 und 2 etwas aus der Führungsbuchse 11
herausragen und konisch verjüngt
sein, wodurch an diesem Ende eine Abreißkante für an der Kolbenstange etwa haftende
Verunreinigungen, wie öl usw., gebildet wird.
-
Infolge der beschriebenen Wirkung behalten die Futter 14 trotz
ihrer unvermeidlichen Abnutzung wesentlich länger als bisher übliche Futter ihre
abdichtende Wirkung bei und unterstützen zugleich besonders vorteilhaft die abdichtende
Wirkung eines zylinderseitig angeordneten üblichen Dichtringes.
-
Die Erfindung ist nicht an alle Einzelheiten des beschriebenen Ausführungsbeispiels
gebunden. So könnten z. B. die zur Aufnahme der äußeren Rippen des Futters dienenden
Ringnuten statt in der dargestellten besonderen Führungsbuchse unmittelbar an einem
inneren Bund des Druckzylinders selbst angeordnet sein. Es sind auch noch andere
Abwandlungen und Ausgestaltungen der Erfindung möglich, ohne daß dadurch der in
den nachstehenden Ansprüchen niedergelegte Schutzbereich der Erfindung verlassen
wird.