DE1475624B2 - Zylinder- und Kolbeneinrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Zylinder- und eine Wendel so gestaltet ist, daß sie auf einem Grad-Kolbeneinrichtung mit einer den Durchgang der bogen von mehr als 180° gegen die Hülse liegt, Kolbenstange durch eine Zylinderabdeckplatte ab- während die andere Wendel so gestaltet ist, daß dichtenden und lagernden Einrichtung, die als bau- sie über einen Gradbogen von mehr als 180° an liehe Einheit einsetzbar ist, wobei die Dichtung über 5 einem Zwischenring anliegt, der sich gegen die Dich-Federn mit dem Lagerteil axial verspannt ist und tungsringe legt.

an der Zylinderaußenseite ein zusätzlicher Abstreif- In einer bevorzugten Ausführungsform sind die

ring vorgesehen ist. Lagerhülse, die Abstreifringe, die Dichtungsringe, die

Für derartige Einrichtungen ist es aus der Zwischenringe und die Feder mit begrenztem Spiel

USA.-Patentschrift 3 049 370 bekannt, eine KoI- io durch einen Haltering in der Hülse gehalten,

benstangenabdichtung zu verwenden, die einen mit Die Verwendung der Abstreifringe und ihre

der Zylinderabdeckplatte verbundenen Lagerkörper schwimmende Lagerung hat den großen Vorteil, daß

zeigt, der beiderseits federbelastete Dichtungs- bzw. sich eine Selbstzentrierung auf der Kolbenstange

Absteifringe enthält. ergibt, ohne daß eine genaue Befestigung erforder-

Es ist ferner aus den USA.-Patentschriften 15 lieh ist oder enge Toleranzen einzuhalten sind und

2 897 785, 2 874 983, und 2 957 712 bekannt, somit die Möglichkeit besteht, einen metallischen

Kolbenstangenabdichtungen auszubilden, die in Ring- Abstreifring zu verwenden. Es ist auch dadurch

nuten einer Hülse oder eines Deckels in Form von möglich, den einen Abstreifring aus Metall und den

O-Ringen oder Lippendichtungen angeordnet sind anderen Abstreifring aus einem gummielastischen

oder aus mehreren einzelnen Dichtungsringen be- 20 Werkstoff herzustellen und die Anordnung so zu

stehen, die zwischen mit Gewinde versehenen Teilen treffen, daß sich ein kleiner Hohlraum zwischen den

eingespannt sind und fest in der Einrichtung liegen, beiden Ringen ergibt, in welchem sich feine Teil-

so daß in allen diesen bekannten Fällen fest ange- chen, die auf der Kolbenstange sitzen und sonst die

ordnete Dichtungen benutzt sind, die keine Axial- Kolbenstangendichtung zerstören könnten, sammeln,

bewegung ermöglichen.- 25 wenn sich die Kolbenstange hin- und herbewegt.

Die bekannten Abdichtungen haben daher den In Verfolg des Erfindungsgedankens ist statt eines

Nachteil, daß wegen der festen Einspannung eine gummielastischen Abstreifringes ein Sintermetallring

große Abnutzung auftritt und die Lebensdauer der eingesetzt.

Dichtung dadurch erheblich verkürzt wird. Außer- Die erfindungsgemäße Lager- und Dichtungsein-

dem unterliegt die Dichtung dadurch viel schneller 30 richtung kann leicht als Ganzes entfernt und aus-

der Zerstörung durch Fremkörper, die an der hin- gewechselt werden.

und hergehenden Kolbenstange haften. Da normaler- Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausfüh-

weise Dichtung und Lager voneinander getrennt rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

sind, gestaltet sich der Ausbau der Dichtung aus F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Zylin-

Zylinder und Kolbeneinrichtung kompliziert und 35 der- und Kolbeneinrichtung,

erfordert wenigstens eine teilweise Zerlegung. F i g. 2 einen Längsschnitt durch eine Zylinder-Erfindungsgemäß soll eine Zylinder- und Kolben- und Kolbeneinrichtung,

einrichtung mit einer den Durchgang der Kolben- Fig. 3 eine Zusammenstellungsdarstellung der

stange durch eine Zylinderabdeckplatte abdichtenden Lager- und Dichtungsausgestaltung,

und lagernden Einrichtung geschaffen werden, bei 40 F i g. 4 einen Teilschnitt durch die Dichtung mit

der die oben erwähnten Nachteile der bekannten einem Teil der Kolbenstange.

Einrichtungen nicht auftreten. Die Zylinder- und Kolbeneinrichtung 10 in F i g. 1

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß umfaßt einen Zylinder 11 mit einem rohrförmigen

die Einrichtung eine in den Zylinderkopf einsetzbare Gehäuse 12, zylindrisch im Querschnitt, aus Stahl

Hülse aufweist, in der die Lagerhülse und die an 45 oder Messing bestehend. An jedem Ende des rohr-

ihren Stirnflächen anliegenden Innen- und Außen- förmigen Zylindergehäuses 12 sind Abdeckplatten 14

dichtungen gemeinsam federbelastet angeordnet sind, oder 15 befestigt. Auf der vorderen Abdeckplatte 15

wobei die innere Stirnfläche mit federbelasteten, im ist eine weitere Platte 16 befestigt. Die Einrichtungen,

Querschnitt etwa V-förmigen Dichtungsringen beauf- die zur Verbindung und Befestigung des Zylinders

schlagt ist und die äußere Stirnfläche auf einen mit 50 mit den Platten dienen, umfassen Zuganker 18, die

Lippe versehenen Dichtungsring einwirkt, der seiner- durch entsprechende Öffnungen in den Platten 14

seits gegen einen Abstreifring drückt, welcher von und 15 und der Platte 16 hindurchführen. Auf die

einem die Lagerhülse umgebenden zylindrischen Zuganker 18 sind Muttern 20 aufgeschraubt.

Körper gehalten ist, wobei zwischen Abstreifring In. den Abdeckplatten 14 und 15 sind geeignete und Dichtungsring ein Hohlraum besteht. 55 Öffnungen 22 bzw.. 24 angeordnet, die zur Herstel-

Durch diese Ausgestaltung der Lagerung und der lung einer Verbindungsleitung zum Zylinder dienen

Abdichtung liegt die Dichtung zwischen einem be- und an die Leitungen oder Schläuche angeschlossen

weglichen Lager und einer Feder, so daß die Dich- werden. '.'.'.; '

tung immer unter einem Druck steht und daher Die Kolbenstange 26 führt durch eine Öffnung in auch immer abdichtet, gleichviel, ob sich die KoI- ^6o der Abdeckplatte 16 hindurch und kann mit einer

benstange nach innen oder nach außen bewegt. Betätigungsvorrichtung verbunden sein.

In Verfolg des Erfindungsgedankens sind auf der Aus F i g. 2 geht hervor, daß das rohrförmige

nach innen weisenden Stirnfläche innerhalb der Hülse Gehäuse 12 in entsprechenden Ausnehmungen 28

federbelastete Dichtungsringe angeordnet, und Lager- und 29 der Abdeckplatten 14 bzw. 15 ruht und in körper und Dichtungsringe samt Feder sind schwim- 65 diesen durch O-Ring 27 abgedichtet ist.

mend gelagert. Mit der Kolbenstange 26 ist ein Kolben 30 ver-

Die Feder, die die Dichtungsringe belastet, kann bunden. Auf der einen Seite des Kolbens 30 liegt

dabei aus zwei Wendeln bestehen, von denen die ein Kissenventil 31, dessen freies Ende gegen einen

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Haltering 32 liegt. Das Ventil 31 und der Kolben 30 des O-Ringes 68, die sich zwischen der Hülse 64

sind auf der Kolbenstange 26 in ihrer richtigen Lage und der Abdeckplatte 15 ergibt, eine Rotation der

zueinander vermittels einer Mutter 34 befestigt. Zwi- Hülse und unterstützt somit die Halterung der Hülse

sehen der Kolbenstange 26 und dem Ventil 31 ist innerhalb des Zylinders 11.

eine O-Ring-Dichtung 33 angeordnet, damit das Ventil 5 Aus Fig. 2 und 4 geht hervor, daß das äußere

31 sich radial zur Achse der Kolbenstange 26 aus- Ende der Hülse 64 einen nach innen gekehrten

dehnen kann. Durch diese Ausdehnung des Ventils Flansch 71 aufweist. Zwischen der durch den Flansch

31 richtet sich das Ventil von selbst aus, wenn es begrenzten Bohrung und der Kolbenstange 26 ist ein

in die Öffnung 35 der Abdeckplatte 15 eintritt. beachtliches Spiel vorhanden. Gegen die Innenseite

Geeignete Dichtungsmittel 32 sind auf dem Kolben io des Flansches 71 liegt ein Abstreifring 72 für die

30 vorgesehen, die gegen die Zylinderinnenwand Kolbenstange, der vorzugsweise aus Metall besteht,

abdichten. Derartige Dichtungen können, wie aus Der Abstreifring weist ein radiales Teil 73 und ein

der Zeichnung hervorgeht, Lippendichtungen sein. schräg liegendes Teil 73' auf. Das schräg liegende

Selbstverständlich können auch andere Einrichtungen Teil berührt die Oberfläche der Kolbenstange 26,

zur Abdichtung verwandt werden, beispielsweise 15 um Fremdkörper von der Kolbenstange abzustreifen

gußeiserne Kolbenringe, was für jeden Fachmann und die abgestreiften Fremdkörper daran zu hindern,

ohne weiteres naheliegend ist. in den Zylinder einzutreten. Der Abstreifring ist

Das blinde Ende 38 der Kolbenstange 26 bewegt schwimmend in der Hülse 64 gelagert und kann sich

sich in einem Lager 40, das auf einem O-Ring 41 radial zur Achse der Kolbenstange 26 bewegen,

liegt, der eine begrenzte radiale Bewegung des Lagers ao In der Nähe des Abstreifringes ist ein weiterer

und damit eine Selbstzentrierung ermöglicht. Ein Abstreifring 74 aus Gummi oder Polytetrafluoräthy-

Haltering42 hält das Lager 40 in der Abdeckplatte len angeordnet. Falls gewünscht, kann dieser Äb-

14 in seiner Stellung. streifring auch aus einem Sintermetall bestehen. Der

Das mittlere Teil 44 der Kolbenstange 26 läuft Abstreifring liegt gegen die Oberfläche des mittleren

in einer Lager- und Dichtungshülsenausgestaltung 46 25 Teiles 44 der Kolbenstange 26. Von dem Abstreifring

gemäß vorliegender Erfindung. Das Ende 48 der 74 der Kolbenstange 26 und dem Abstreifring 72

Kolbenstange ist zur Verbindung mit einer Betäti- wird eine Kammer 76 gebildet. Feine Teilchen, die

gungsvorrichtung ausgebildet. In dem dargestellten von der Oberfläche der Kolbenstange 26 beim Rück-

Ausführungsbeispiel ist das Ende 48 mit einem hub der Kolbenstange nicht abgestreift werden, sam-

Außengewinde versehen, das in ein Innengewinde 30 mein sich in der Kammer 76 und werden aus der

einer Betätigungseinrichtung oder einer anzu- Kammer entfernt, wenn die Kolbenstange ihren Hub

schließenden Einrichtung befestigt wird. Die Kammer in die andere Richtung ausführt.

36 des Zylinders 12 steht mit einer öffnung 22 über In der Bohrung der Hülse 64 ist eine Lagerhülse eine Leitung 50 in Verbindung, in der ein Rück- 78 für die Kolbenstange schwimmend gelagert. Die schlagventil 51, bestehend aus einer Kugel 53 und 35 Lagerhülse, die aus Gußeisen bestehen kann, ist einer Feder 54, angeordnet ist. Die Feder liegt langgestreckt, damit sich eine extra lange Lagerfläche zwischen der Kugel 53 und einem Stopfen 55. Eine für die Kolbenstange 26 ergibt. Innerhalb der Hülse geeignete Dichtung, vorzugsweise ein O-Ring 56, ist 64, und zwar zwischen dieser und der Kolbenstange zwischen dem Kopf des Stopfens 55 und der Abdeck- 26, liegen Dichtungsmittel, die sich aus einer Mehrplatte 14 angeordnet. 40 zahl von Dichtungsringen 80, einem Zwischenring 82,

Eine Umgehungsleitung 57 verbindet die. Kammer einer Feder 84 und einem Haltering 86 zusammen-

37 des Zylinders 12 mit der Öffnung 24 in der Ab- setzen.

deckplatte 15. Der Durchgang des Fluidums durch Die Lagerhülse 78 ist gleitbar in der Hülse 64

die Leitung 57 wird durch ein Nadelventil 58 ge- angeordnet und liegt gegen die Schulter 88 der Hülse regelt. Das Nadelventil 58 umfaßt eine einstellbare 45 64 derart an, daß die Abstreifringe gehalten werden,

Spindel 60 mit Außengewinde, das in ein Innen- auf diese aber kein Druck ausgeübt wird. Auf Grund

gewinde einer Bohrung in der Abdeckplatte 15 ein- der Gleitlagerung kann sich aber die Lagerhülse 78

geschraubt ist. Nachdem die einstellbare Spindel 60 in der Hülse mit der Hin- und Herbewegung der

ihre richtige Stellung gefunden hat, wird die Gegen- Kolbenstange bewegen. Diese Anordnung der Lagermutter 61 angezogen, wodurch die Spindel in der 50 hülse 78 gestattet ein Atmen der Dichtung. Dadurch

eingestellten Lage gehalten wird. Eine geeignete kann sich bei der Hin- und Herbewegung der KoI-

Dichtung 62, z. B. ein O-Ring, ist zwischen der benstange der Lagereinsatz zusammen mit der KoI-

Spindel 60 und der Abdeckplatte 15 vorhanden. Da- benstange etwas bewegen und eine Verbiegung der

mit eine einfache Anpassung ermöglicht wird, kön- Dichtungsringe 80 gegen den Druck der Feder 84 nen das Nadelventil 58 und das Rückschlagventil 51 55 hervorrufen. Diese Verbiegung der V-förmigen oder

ausgetauscht werden. An jedem Zylinderende sind winkelförmigen Dichtungsringe ergibt eine lange

zwei Umgehungsleitungen 50 und 57 angeordnet, der Lebensdauer.

besseren Übersicht wegen ist in F i g. 1 aber jeweils In F i g. 3 ist in einer perspektivischen Zusammen-

nur eine Umgehungsleitung eingezeichnet. Stellungsdarstellung die Lager- und Dichtungsein-Die Lager- und Dichtungseinrichtung 46 gemäß 60 richtung gezeigt. Aus dieser Darstellung geht hervor,

vorliegender Erfindung umfaßt eine Hülse 64, die daß die Feder eine neuartige Gestalt besitzt. Die

außen mit Gewinde 66 versehen ist und in ein Innen- äußere Wendel 89 der Feder 84 ist so geführt, daß

gewinde der Abdeckplatte 16 des Zylinders ein- sie mit der Innenseite der Hülse 64 über mehr als

schraubbar ist. In einer Ausnehmung 67 in der 180° in Berührung ist. Wegen dieser Gestalt kann äußeren Oberfläche der Hülse 64 sind ein O-Ring 68 65 sich im Betrieb die Feder zur Kolbenstange nicht

und ein Stützring 69 untergebracht. Der O-Ring 68 verschieben, wenn sie sich verbiegt. Die Feder 84

dient zur Abdichtung zwischen der Hülse 64 und der besitzt außerdem eine innere Wendel 90, die sich

Abdeckplatte 15. Außerdem verhindert die Reibung gegen den Zwischenring 82 über mehr als 180 Win-

kelgrad anlegt. Dadurch wird ein gleichmäßiger Druck auf die Dichtungsringe erhalten, so daß sie nicht zu sehr angespannt sind, sondern sich bei der Hin- und Herbewegung der Kolbenstange noch bewegen können. Auf Grund dieser Ausgestaltung wird der Federdruck gleichmäßig übertragen und ein Atmen der Dichtung erreicht, verbunden mit einer langen Lebensdauer.

Das äußere Ende der Hülse 64 ist mit planen, parallelen Flächen 65 zum Aufsetzen eines Werkzeuges versehen. Wenn das Ende 48 gelöst ist, kann die Hülse 64 leicht gedreht werden und die Lager- und Dichtungseinrichtung von außen als Ganzes herausgenommen oder eingesetzt werden, ohne daß der Kolben aus dem Zylinder herausgenommen oder der Zylinder auseinandergenommen werden muß.

Die vorliegende Erfindung kann für Zylinder- und Kolbeneinrichtungen für Luft oder Hydraulik verwandt werden. Der metallische Abstreifring und der gummielastische Abstreifring arbeiten zusammen und geben einen doppelten Schutz gegen Fremdkörper, die in den Zylinder eintreten und diesen beschädigen können.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Zylinder- und Kolbeneinrichtung mit einer den Durchgang der Kolbenstange durch eine Zylinderabdeckplatte abdichtenden und lagernden Einrichtung, die als bauliche Einheit einsetzbar ist, wobei die Dichtung über Federn mit dem Lagerteil axial verspannt ist und an der Zylinderaußenseite ein zusätzlicher Abstreifring vorgesehen ist, dadurchgekennzeichnet, daß die Einrichtung eine in den Zylinderkopf einsetzbare Hülse (64) aufweist, in der die Lagerhülse (78) und die an ihren Stirnflächen anliegenden Innen- und Außendichtungen gemeinsam federbelastet angeordnet sind, wobei die innere Stirnfläche mit federbelasteten (84), im Querschnitt etwa V-förmigen Dichtungsringen (80) beaufschlagt ist und die äußere Stirnfläche auf einen mit Lippe versehenen Dichtungsring (74) einwirkt, der seinerseits gegen einen Abstreifring (72) drückt, welcher von einem die Lagerhülse (78) umgebenden zylindrischen Körper (64) gehalten ist, wobei zwischen Abstreifring (72) und Dichtungsring (74) ein Hohlraum (76) besteht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der nach innen weisenden Stirnfläche der Lagerhülse (78) innerhalb der Hülse (64) federbelastete Dichtungsringe angeordnet sind und Lagerhülse (78) und Dichtungsringe (80) samt Feder (84) schwimmend gelagert sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder aus zwei Wendeln (89 und 90) besteht, von denen die eine Wendel (89) so gestaltet ist, daß sie auf einem Gradbogen von mehr als 180° gegen die Hülse (64) liegt, während die andere Wendel (90) so gestaltet ist, daß sie über einen Gradbogen von mehr als 180° an einem Zwischenring (82) anliegt, der sich gegen die Dichtungsringe (80) legt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurchgekennzeichnet, daß die Lagerhülse (78), die Abstreifringe (72, 74), die Dichtungsringe (80), der Zwischenring (82) und die Feder (84) mit begrenztem Spiel durch einen Haltering (86) in der Hülse (64) gehalten sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß statt eines gummielastischen Abstreifringes (74) ein Sintermetallring eingesetzt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerhülse (78) mit einer innenliegenden Ringnut versehen ist, in der eine Lippendichtung liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen