DE19906698B4 - Piston-cylinder device - Google Patents
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Abstract
Kolben-Zylinder-Vorrichtung mit einem gehäuseartigen Zylinder (11), in dem ein Kolben (12) verschieblich aufgenommen ist, der eine Kolbenstange (13) aufweist, die den Zylinder (11) an einer Durchgangsöffnung (20) durchdringt, wobei im Bereich der Durchgangsöffnung (20) am Zylinder (11) eine Dichtungsbuchse (15) angebracht ist, die die Kolbenstange (13) umgibt und mit radial inneren Dichtungen (14) auf der Außenseite der Kolbenstange (13) anliegt, und wobei zwischen der Dichtungsbuchse (15) und dem Zylinder (11) ein Dichtungsring (17) angeordnet ist, der an einer axialen Dichtfläche (11a) des Zylinders (11) und einer gegenüberliegenden axialen Dichtfläche (15a) der Dichtungsbuchse (15) in abdichtender Weise anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (17) ein radial nach innen offenes U-Profil aufweist und daß der im Inneren des Zylinders (11) vorhandene Mediumdruck am Dichtungsring (17) wirksam ist und dessen Schenkel (17a, 17b) in entgegengesetzte axiale Richtungen gegen die jeweils zugeordnete Dichtfläche (11a, 15a) spannt.Piston-cylinder device with a boxy one Cylinder (11) in which a piston (12) slidably received is, which has a piston rod (13), the cylinder (11) at a passage opening (20) penetrates, wherein in the region of the passage opening (20) on the cylinder (11) has a sealing bush (15) is attached, which is the Piston rod (13) surrounds and with radially inner seals (14) on the outside the piston rod (13) is applied, and wherein between the sealing bushing (15) and the cylinder (11) a sealing ring (17) is arranged, at an axial sealing surface (11a) of the cylinder (11) and an opposite axial sealing surface (15a) the sealing bush (15) rests in a sealing manner, characterized characterized in that Sealing ring (17) has a radially inwardly open U-profile and that the in the interior of the cylinder (11) existing medium pressure on the sealing ring (17) is effective and its legs (17a, 17b) in opposite axial directions against the respective associated sealing surface (11a, 15a).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a piston-cylinder device according to the preamble of claim 1.
Bei einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung sowohl für ein hydraulisches als auch für ein pneumatisches Medium muß sichergestellt sein, daß der im Innenraum des Zylinders zur Verschiebung des Kolbens aufgebrachte Druck aufrechterhalten bleibt und daß kein Medium austritt. Zu diesem Zweck ist insbesondere an der Durchgangsöffnung, der die Kolbenstange den Zylinder durchdringt, eine wirksame Abdichtung notwendig. Es sei angemerkt, daß die Begriffe radial und axial im folgenden immer auf die Ausrichtung der Kolbenstange bezogen sind.at a piston-cylinder device for both a hydraulic and a for a pneumatic medium must be ensured be that the in the interior of the cylinder for displacement of the piston applied Pressure is maintained and that no medium leaks. To this purpose is particularly at the passage opening, the piston rod penetrates the cylinder, an effective seal necessary. It It should be noted that the Terms radial and axial in the following always on the orientation the piston rod are related.
Aus der DE-Z "fluid", Januar/Februar 1999, S. 54, ist es bekannt, zur Abdichtung im Bereich der Durchgangsöffnung eine spezielle Dichtungsbuchse an dem Zylinder anzubringen, die mehrere radial innere, umlaufende Dichtungen trägt, mit denen sie in abdichtender Weise an der Außenoberfläche der Kolbenstange anliegt. Es hat sich gezeigt, daß die radial inneren Dichtungen der Dichtungsbuchse gegenüber der Außen oberfläche der Kolbenstange auch bei deren axialer Verschiebung zuverlässig abdichten.Out DE-Z "fluid", January / February 1999, p 54, it is known for sealing in the region of the passage opening a special gasket to attach to the cylinder, the more radially inner, circumferential seals carrying with them in sealing Way on the outer surface of the Piston rod rests. It has been shown that the radially inner seals the sealing bush against the Outside surface of the Seal the piston rod reliably even during their axial displacement.
Zusätzlich ist es auch notwendig, ein Austreten von Medium zwischen dem Zylinder und der Dichtungsbuchse zu verhindern. Zu diesem Zweck ist an der bekannten Dichtungsbuchse auf ihrer radial äußeren Seite eine umlaufende Nut ausgebildet, in die ein radial nach außen vorgespannter Dichtungsring (O-Ring) üblicherweise in Kombination mit einem Stützring eingesetzt ist. Der Dichtungsring legt sich an einer radial nach innen weisenden Fläche des Zylinders an. Obwohl die gewünschte Abdichtung auf diese Weise zuverlässig erreicht wird, ergibt sich der Nachteil, daß der radiale Abstand des Dichtungsrings von der Außenoberfläche der Kolbenstange konstruktionsbedingt relativ groß ist. Somit ist eine relativ große Wirkungsfläche für das Druckmedium gegeben und es ergibt sich eine entsprechend große Kraft, die von der Dichtungsbuchse und ihrer Befestigung aufgenommen werden muß. Aus diesem Grund müssen die Dichtungsbuchse und insbesondere deren Befestigungsschrauben groß dimensioniert sein, was sowohl hinsichtlich des notwendigen Bauraums als auch der Herstellungskosten nachteilig ist. Dieses Problem tritt insbesondere bei großen Kolben-Zylinder-Vorrichtungen auf, wie sie beim Umformpressen etc. Verwendung finden.In addition is it is also necessary to leak medium between the cylinder and to prevent the sealing bushing. For this purpose is at the known sealing bushing on its radially outer side a circumferential Groove formed in the radially outwardly biased sealing ring (O-ring) usually in combination with a support ring is used. The sealing ring lays down radially inside facing surface of the cylinder. Although the desired Sealing is achieved reliably in this way, results the disadvantage that the radial distance of the sealing ring from the outer surface of the piston rod by design is relatively large. Thus, a relatively large effective area for the Given pressure medium and it results in a correspondingly large force, which are received by the sealing bush and its attachment got to. Out that's why the sealing bush and in particular their fastening screws large dimensions be what both in terms of the necessary space as well the manufacturing cost is disadvantageous. This problem occurs in particular at big Piston-cylinder devices on, as they are used in forming presses, etc.
Im
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 wird von einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung
ausgegangen, wie sie in der
Diese umfaßt einen O-Ring, der in eine Ringnut eingesetzt ist. Die Dichtwirkung wird durch eine Vorspannung des O-Rings erreicht, indem dieser im unmontierten Zustand in Axialrichtung aus der Ringnut hervorsteht und beim Aufsetzen des Gehäusedeckels mit Dichtflächen in Anlage kommt und durch diese zusammengequetscht wird. Im Laufe der Betriebsdauer der Kolben-Zylinder-Vorrichtung kann diese auf Vorspannung beruhende Abdichtung nachlassen, so daß die Gefahr von Undichtigkeiten besteht.These comprises an O-ring inserted in an annular groove. The sealing effect is achieved by a bias of the O-ring by this unmounted in the Condition in the axial direction protrudes from the annular groove and when placing of the housing cover with sealing surfaces comes into contact and is squeezed by these. In the course of the service life of the piston-cylinder device can this on Preload-based sealing subside, so that the danger of leaks.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kolben-Zylinder-Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, die eine verbesserte Dichtungskonstruktion zwischen der Dichtungsbuchse und dem Zylinder besitzt.Of the Invention is based on the object, a piston-cylinder device of the aforementioned type, providing an improved seal construction between the gasket and the cylinder.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Kolben-Zylinder-Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Auch dabei ist vorgesehen, daß der Dichtungsring an einer axialen Dichtfläche des Zylinders und einer gegenüberliegenden axialen Dichtfläche der Dichtungsbuchse in abdichtender Weise anliegt. Somit erfolgt die Abdichtung zwischen der Dichtungsbuchse und dem Zylinder nicht zwischen einer radial äußeren und einer radial inneren Fläche, sondern es wird eine Abdichtung eines radialen Spaltes zwischen der Dichtungsbuchse und dem Zylinder vorgenommen. Diese Ausgestaltung erlaubt es, den Dichtungsring in nur geringem radialen Abstand zur Außenoberfläche der Kolbenstange anzuordnen, so daß die Wirkungsfläche des Druckmediums und somit die sich daraus ergebende Kraft, die von der Befestigung der Dichtungsbuchse aufgenommen werden muß, gering gehalten werden kann. Dabei ist der Dichtungsring vorzugsweise in axialer Richtung vorgespannt, so daß die Dichtungsfunktion zuverlässig gewährleistet ist.These Task is according to the invention in a Piston-cylinder device with the characterizing features of Claim 1 solved. Also, it is provided that the Sealing ring on an axial sealing surface of the cylinder and a opposite axial sealing surface the sealing bush rests in a sealing manner. Thus, done the seal between the sealing bush and the cylinder is not between a radially outer and a radially inner surface, but it is a seal of a radial gap between made the sealing bush and the cylinder. This embodiment allows the sealing ring in only a small radial distance to Outer surface of the piston rod to arrange so that the effective area the pressure medium and thus the resulting force, the must be absorbed by the attachment of the sealing bush, low can be held. In this case, the sealing ring is preferably in biased axial direction, so that the sealing function reliably guaranteed is.
Zusätzlich ist vorgesehen, daß der im Inneren des Zylinders vorhandene Mediumdruck am Dichtungsring wirksam ist und diesen in entgegengesetzte axiale Richtungen gegen die jeweils zugeordnete Dichtfläche spannt. Je höher dabei der Mediumdruck ist, desto höher ist die Kraft, mit der der Dichtungsring an den Dichtflächen anliegt. Um den im Inneren des Zylinders wirksamen Mediumdruck in eine möglichst große Spannkraft des Dichtungsring gegen die axialen Dichtflächen umzusetzen, sollte der Dichtungsring ein ausreichende Verformbarkeit in axialer Richtung aufweisen. Dies ist erfindungsgemäß gegeben, da der Dichtungsring eine radial nach innen offenes U-Profil aufweist. Der Mediumdruck kommt im Innenraum des U-Profils zur Wirkung und spannt die beiden freien U-Schenkel jeweils gegen eine der axialen Dichtflächen. Die radial außenliegende Basis des U-Profils stabilisiert den Dichtungsring und liegt vorzugsweise vollflächig an einer radial nach innen gerichteten Kontaktfläche der Dichtungsbuchse an.In addition, it is provided that the medium pressure present in the interior of the cylinder is effective on the sealing ring and biases it in opposite axial directions against the respective associated sealing surface. The higher the medium pressure, the higher the force with which the sealing ring rests against the sealing surfaces. To the effective in the interior of the cylinder medium pressure in the largest possible clamping force of the sealing ring against implement the axial sealing surfaces, the sealing ring should have sufficient deformability in the axial direction. This is inventively given, since the sealing ring has a radially inwardly open U-profile. The medium pressure comes into effect in the interior of the U-profile and biases the two free U-legs against one of the axial sealing surfaces. The radially outer base of the U-profile stabilizes the sealing ring and is preferably the entire surface of a radially inwardly directed contact surface of the sealing bushing.
Um den im Innenraum des Zylinders wirksamen Mediumdruck im wesentlichen vollständig an dem Dichtungsring wirksam werden zu lassen, kann der Dichtungsring auf der dem Innenraum des Zylinders zugewandten Seite der inneren Dichtungen angeordnet sein.Around the effective in the interior of the cylinder medium pressure substantially Completely can be effective on the sealing ring, the sealing ring on the inside of the cylinder facing side of the inner Be arranged seals.
In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die radial außenliegende Seite des Dichtungsrings mittels einer nach außen führenden Bohrung in der Dichtungsbuchse entlastet ist, um ein Versagen der Schraubenfestigung der Dichtungsbuchse zu verhindern.In Further development of the invention is provided that the radially outer Side of the sealing ring by means of an outwardly leading bore in the sealing bushing is relieved to a failure of the screw fastening of the sealing bush prevent.
Wenn der Dichtungsring nur die Dichtungsfunktion zwischen der Dichtungsbuchse und dem Zylinder ausführen soll, kann er die Kolbenstange in geringem radialen Abstand umgeben, ohne an dieser anzuliegen. In Weiterbildung der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß der Dichtungsring in nicht-abdichtender Weise an der Kolbenstange anliegt, so daß er als Abstreifer für die Kolbenstange dient. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dabei, wenn zwi schen dem Dichtungsring und der Kolbenstange mehrere axiale Strömungsdurchlässe kleiner Abmessung vorgesehen sind, die ein Hindurchtreten von gegebenenfalls in dem Druckmedium befindlichen Verunreinigungen verhindern, so daß diese nicht mit den dahinterliegenden inneren Dichtungen der Dichtungsbuchse in Kontakt kommen und diese in ihrer Dichtungsfunktion nicht beeinträchtigt werden.If the sealing ring only the sealing function between the sealing bush and the cylinder should he be able to surround the piston rod at a small radial distance, without being attached to this. In development of the invention, however, is provided that the Sealing ring in non-sealing Way abuts the piston rod, so that it serves as a wiper for the piston rod serves. A particularly advantageous embodiment is obtained when between the sealing ring and the piston rod, a plurality of axial flow passages of small size are provided, the passage of optionally in the Prevent pressure medium impurities so that they do not with the underlying inner seals of the sealing bushing come into contact and these are not impaired in their sealing function.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Es zeigen:Further Details and features of the invention will become apparent from the following description an embodiment with reference to the drawing. Show it:
Wie
insbesondere die Detaildarstellung in
Wie
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- 1999-02-18 DE DE1999106698 patent/DE19906698B4/en not_active Expired - Fee Related
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