DE19906733C2

DE19906733C2 - Sealing system for piston-cylinder units and method for repairing such a sealing system

Info

Publication number: DE19906733C2
Application number: DE1999106733
Authority: DE
Inventors: Walter Hunger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-02-18
Filing date: 1999-02-18
Publication date: 2001-05-03
Anticipated expiration: 2019-02-19
Also published as: DE19906733A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Dichtungssystem für Kolben-Zylinder- Einheiten, bei denen ein erstes Maschinenelement, bspw. ein Zy linder, dicht auf einer im wesentlichen zylindrischen Oberflä che eines zweiten Maschinenelementes, bspw. einer Kolbenstange oder eines Kolbens, läuft und in dem ersten Maschinenelement ein im wesentlichen ringförmiger Einbauraum für eine Mehrzahl von axial nebeneinanderliegenden Dichtungselementen vorgesehen ist, von denen mindestens ein erstes im Axialschnitt V-förmig und faserfrei ausgebildet ist.The invention relates to a sealing system for piston-cylinder Units in which a first machine element, for example a Zy lighter, dense on a substantially cylindrical surface surface of a second machine element, for example a piston rod or a piston, runs and in the first machine element an essentially annular installation space for a plurality provided axially adjacent sealing elements is, of which at least a first in axial section V-shaped and is fiber-free.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Instandsetzen eines Dichtungssystems für Kolben-Zylinder-Einheiten, bei denen ein erstes Maschinenelement dicht auf einer im wesentlichen zy lindrischen Oberfläche eines zweiten Maschinenelementes läuft und in dem ersten Maschinenelement ein im wesentlichen ringför miger Einbauraum für eine Mehrzahl von axial nebeneinander lie genden Dichtungselementen vorgesehen ist, von denen mindestens ein erstes im Axialschnitt V-förmig ausgebildet ist. The invention further relates to a method for repair of a sealing system for piston-cylinder units where a first machine element close to a substantially zy cylindrical surface of a second machine element is running and in the first machine element a substantially ring-shaped Miger installation space for a plurality of axially side by side the sealing elements provided, of which at least a first is V-shaped in axial section.

Ein Dichtungssystem der eingangs genannten Art ist aus der DE 37 40 422 A1 bekannt.A sealing system of the type mentioned is from the DE 37 40 422 A1 known.

Verfahren der eingangs genannten Art sind ebenfalls aus der Praxis des Einsatzes herkömmlicher Dichtungssysteme bekannt, die in der Fachsprache als "Dachmanschetten-Dichtungssysteme" bezeichnet werden.Methods of the type mentioned are also from the Known practice of using conventional sealing systems, which in technical terms as "roof seal systems" be designated.

Für herkömmliche Dichtungssysteme wird z. B. in eine Ringnut, die sich in der zylindrischen Innenoberfläche eines Zylinders befindet, eine Mehrzahl derartiger Dachmanschetten nebeneinan der eingelegt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß mit tels eines geeigneten Andrückringes die Dachmanschetten nach dem Einbau in Axialrichtung komprimiert werden. Infolge dieser Axialkraft weichen die Dachmanschetten nach Art einer Stopf büchse radial aus und legen sich unter Druck an die ebenfalls zylinderförmige Außenoberfläche der Kolbenstange (bzw. des Kol bens) an, die in dem Zylinder läuft.For conventional sealing systems, e.g. B. in an annular groove, which is in the cylindrical inner surface of a cylinder is located, a plurality of such sleeves next to each other the inserted. The arrangement is such that with the roof cuffs using a suitable pressure ring installation in the axial direction. As a result of this The roof seals give way to axial force like a stuffing out radially and press against them as well cylindrical outer surface of the piston rod (or Kol bens) that runs in the cylinder.

Die im Axialschnitt V-förmigen Dichtungselemente ("Dach manschetten") bestehen bei den meisten herkömmlichen Systemen aus einem vulkanisierten Textilgewebe. Bei der Herstellung die ser ringförmigen Dichtungselemente wird das Textilgewebe in ei ner Gummilösung getränkt und dieser Verbund dann gemeinsam vul kanisiert. Obwohl derartige Dachmanschetten-Dichtungssysteme weit verbreitet sind, haben sie den Nachteil, daß sie im Lang zeitgebrauch nachhaltig zerstört werden. Diese Zerstörung be ginnt im allgemeinen damit, daß der auf der Oberfläche der Kol benstange entlang gleitende Rand der Dachmanschette umgefaltet wird, insbesondere bei hohen Verfahrgeschwindigkeiten der Kol benstange, so daß dann ein Ablöseprozeß stattfindet. Es sind auch Zerstörungsprozesse durch sonstige Gewebeablösungen z. B. infolge von Trockenlauf, expandierender Luft oder dgl. bekannt.The sealing elements ("roof cuffs ") exist in most conventional systems from a vulcanized textile fabric. When making the This ring-shaped sealing elements, the textile fabric in egg soaked ner rubber solution and this composite then vul canized. Although such roof boot sealing systems are widespread, they have the disadvantage that they are long time use will be permanently destroyed. This destruction be generally begins with the fact that on the surface of the col folded over along the sliding edge of the roof collar is, especially at high travel speeds of the Kol benstange, so that then a detachment process takes place. There are also destruction processes by other tissue detachments z. B. due to dry running, expanding air or the like.

Wenn ein Dachmanschettensystem der vorstehend beschriebenen Art verschlissen ist, muß die gesamte Kolben-Zylinder-Einheit außer Betrieb gesetzt und demontiert werden. Nachdem der Kolben oder die Kolbenstange aus dem Zylinder herausgezogen wurde, kann man das Dachmanschettensystem aus der Ringnut im Zylinder entfernen und gegen ein neues Dichtungssystem ersetzen. Diese Vorgehens weise entspricht dem eingangs genannten Verfahren.If a roof boot system of the type described above the entire piston-cylinder unit must be worn out Operation set and dismantled. After the piston or the piston rod has been pulled out of the cylinder, one can remove the roof boot system from the ring groove in the cylinder and replace with a new sealing system. This procedure Wise corresponds to the procedure mentioned at the beginning.

Diese Arbeiten sind außerordentlich aufwendig und zeitraubend und umso schwieriger auszuführen, je schlechter die Kolben- Zylinder-Einheit zugänglich ist. Darüber hinaus haben die da durch bewirkten Stillstandszeiten der Kolben-Zylinder-Einheit in der Regel erhebliche wirtschaftliche Folgen, weil Kolben- Zylinder-Einheiten typischerweise nur ein Teil, nämlich ein Be tätigungselement einer komplexeren Anlage sind, die dann eben falls stillgesetzt werden muß. So werden Kolben-Zylinder- Einheiten typischerweise im Schwermaschinenbau eingesetzt, bspw. bei Gießzylindern in Stranggußanlagen, bei hydraulischen Pressen, bei Stanz- und Ziehanlagen, aber auch bei Kränen, schweren Bau- und Tiefbaumaschinen sowie bei Schleusen und Stauwehren im Wasserbau.This work is extremely complex and time consuming and the more difficult to perform, the worse the piston Cylinder unit is accessible. They also have there due to the downtimes of the piston-cylinder unit usually significant economic consequences because piston Cylinder units typically only one part, namely a Be are elements of a more complex system, which are then if it has to be stopped. So piston-cylinder Units typically used in heavy engineering, For example, with casting cylinders in continuous casting plants, with hydraulic Presses, for punching and drawing systems, but also for cranes, heavy construction and civil engineering machinery as well as locks and Weirs in hydraulic engineering.

Es ist leicht einsehbar, daß erhebliche wirtschaftliche Schäden entstehen, wenn ein verschlissenes Dichtungssystem bei einer Kolben-Zylinder-Einheit einer derartig komplexen Anlage ausge tauscht werden muß. It is easy to see that there is significant economic damage arise when a worn sealing system at a Piston-cylinder unit of such a complex system must be exchanged.

Aus der eingangs erwähnten DE 37 40 422 A1 ist eine Dichtungs anordnung für eine Spritzmittelpumpe bekannt. Die bekannte Dichtungsanordnung ist nach Art herkömmlicher Dachmanschetten- Dichtungen aufgebaut. Bei der bekannten Dichtungsanordnung be finden sich in einem ringförmigen Raum eines äußeren Gehäuses axial hintereinander und von der Hochdruckseite her gesehen ein Druckring, drei Dachmanschetten und schließlich ein Stützring, der an seiner Vorderseite durch einen Befestigungsring gehalten ist, der Teil des Gehäuses ist. Die Dachmanschetten bestehen aus einem Kunststoffmaterial, das relativ steif und wider standsfähig ist, aber gewisse elastische Eigenschaften auf weist, die dazu führen, daß die beiden Schenkel der Dachman schette sich jeweils nach außen aufspreizen lassen, wenn in dem Ringraum eine entsprechende Federkraft wirkt. Die elastische Wirkung der Dachmanschetten wird dabei durch eingelegte Feder körper bewirkt, die sich zwischen den Dachmanschetten, also je weils auf deren Vorder- und Rückseite und dem Stützring bzw. dem Druckring befinden. Eine eigentliche Elastizität muß dem Material der Dachmanschetten dabei nicht innewohnen, weil die elastische Anpreßkraft durch die Federwirkung der Federringe auf die Schenkel bewirkt wird. Bei der bekannten Anordnung wer den daher für die Dachmanschetten Kunststoffe mit sehr guten Notlaufeigenschaften, die für Gleitlager bestimmt sind, wegen ihrer hohen Abriebfestigkeit verwendet. Die individuelle Dicht wirkung jeder einzelnen Dachmanschette ist dabei entscheidend für die Funktion des Systems.From the above-mentioned DE 37 40 422 A1 is a seal arrangement known for a spray pump. The well-known Sealing arrangement is in the manner of conventional roof Seals built. In the known sealing arrangement be are found in an annular space of an outer housing seen axially one behind the other and from the high pressure side Pressure ring, three roof cuffs and finally a support ring, which is held on its front by a mounting ring is part of the case. The roof seals exist made of a plastic material that is relatively stiff and resistent is stable, but has certain elastic properties points that lead to the two legs of the Dachman can be spread outwards in each case, if in the Annulus a corresponding spring force acts. The elastic The effect of the roof cuffs is through the inserted spring body causes that between the roof cuffs, so each because on the front and back and the support ring or the pressure ring. An actual elasticity must be Do not inherent the material of the roof sleeves because the elastic contact force due to the spring action of the spring washers on the thighs. In the known arrangement who therefore for the roof seals plastic with very good Emergency running properties, which are intended for plain bearings, because of used their high abrasion resistance. The individual seal the effect of every single roof collar is crucial for the function of the system.

Bekannte Dachmanschetten-Dichtungssysteme haben grundsätzlich den Nachteil, daß vor allem im Neuzustand und bei hoher Vor spannung ein Rattern beim Verfahren z. B. einer Kolbenstange in einem Zylinder auftritt, weil das Dichtsystem während des Ver fahrvorganges abschnittsweise gleitet und klemmt (sogenannter "Stick-Slip-Effekt"). Dieses Phänomen trägt seinerseits weiter zum Verschleiß des Dichtungssystems bei.Known roof seal systems basically have the disadvantage that especially when new and with high pre voltage rattling during the process z. B. a piston rod in a cylinder occurs because the sealing system during the ver section of the vehicle glides and sticks (so-called "Stick-slip effect"). This phenomenon continues to wear of the sealing system.

Aus der DE 24 61 455 C sowie der GB 1 509 999 A ist eine Dich tung, insbesondere für hydraulisch betätigte Zylinderkolben und Kolbenstangen bekannt. Bei dieser bekannten Dichtung, die in der Fachwelt auch als "TDI-Dichtung" bezeichnet wird, liegt in einem ringförmigen Einbauraum ein Dichtringsatz. Der Dich tringsatz besteht aus einem weicheren, elastischen Dichtring und einem darin gelagerten härteren, abriebfesten und radial verhältnismäßig dünnen Gleitring. Der Gleitring liegt auf der Kolbenstangenoberfläche auf, ebenso wie der Dichtring, der den Gleitring auf beiden axialen Seiten umfaßt. Auf einer dieser beiden axialen Seiten ist der Gleitring als verhältnismäßig dünne Dichtlippe ausgebildet. Der Gleitring ist dabei an der der Dichtlippe zuweisenden Seite üblicherweise mit einer Aus nehmung versehen.From DE 24 61 455 C and GB 1 509 999 A is a you tion, in particular for hydraulically operated cylinder pistons and Piston rods known. In this known seal, which in The professional world is also referred to as "TDI seal" a set of sealing rings in an annular installation space. The you ring set consists of a softer, elastic sealing ring and a harder, more abrasion-resistant and radial bearing inside relatively thin slide ring. The slide ring lies on the Piston rod surface, as well as the sealing ring that the Sliding ring on both axial sides. On one of these both axial sides, the sliding ring is proportionate thin sealing lip formed. The slide ring is on the the side facing the sealing lip usually with an off provision.

Derartige bekannte Dichtungen mit Dichtringsatz sind ebenfalls weit verbreitet. Sie stoßen jedoch an Grenzen, wenn die Seite des Dichtringes, auf der sich die Dichtlippe befindet, und die üblicherweise der Hochdruckseite der Kolben-Zylinder-Einheit zugewandt ist, einem sehr hohen Druck ausgesetzt wird.Such known seals with a set of sealing rings are also widespread. However, they come up against limits when the site of the sealing ring on which the sealing lip is located, and the usually the high pressure side of the piston-cylinder unit facing a very high pressure.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Dichtungssystem sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die vorstehend genannten Nach teile vermieden werden. Insbesondere soll erreicht werden, daß eine reibungsarme und stick-slip-freie Dichtung zur Verfügung gestellt wird, die auch bei hohen Drücken auf der Hochdrucksei te einsetzbar ist, eine wesentlich längere Lebensdauer als be kannte Dachmanschetten-Dichtungssysteme aufweist und schließ lich in einfacher Weise in bereits im Einsatz befindliche Kol ben-Zylinder-Einheiten eingebaut werden kann, wenn infolge Ver schleißes eines herkömmlichen Dachmanschetten-Dichtungssystems ohnehin ein Austausch erforderlich ist.In contrast, the invention is based on the object Sealing system and a method of the type mentioned to further develop that the aforementioned parts are avoided. In particular, it should be achieved that a low-friction and stick-slip-free seal is available is placed, even at high pressures on the high pressure cable te can be used, a much longer lifespan than be known roof seal systems and closes Lich in a simple manner in Kol already in use ben-cylinder units can be installed if due to Ver wear of a conventional roof seal system an exchange is required anyway.

Diese Erfindung wird bei einem Dichtungssystem der eingangs ge nannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Einbauraum nur das mindestens eine erste Dichtungselement sowie ein zwei tes Dichtungselement enthält, daß das zweite Dichtungselement als Dichtringsatz ausgebildet ist, bei dem in einen weicheren Dichtring ein härterer und abriebfester Gleitring eingesetzt ist und der Dichtring neben dem Gleitring in eine schmale Dichtlippe ausläuft, und daß das mindestens eine erste Dich tungselement in dem Einbauraum überwiegend eine Füll- und Füh rungsfunktion für den Dichtringsatz ausübt.This invention is in a sealing system of the beginning named type according to the invention solved in that the installation space only the at least one first sealing element and a two tes sealing element contains that the second sealing element is designed as a seal ring set, in which in a softer Sealing ring used a harder and abrasion-resistant slide ring is and the sealing ring next to the slide ring in a narrow Sealing lip leaks, and that at least a first you tion element in the installation space predominantly a filling and guiding performs the sealing function for the sealing ring set.

Weiterhin wird die Aufgabe gemäß einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein ver schlissenes Dichtungssystem aus dem Einbauraum 20 entfernt und durch ein andersartiges Dichtungssystem ersetzt wird, das nur das mindestens eine erste Dichtungselement sowie ein zweites Dichtungselement enthält, ferner das zweite Dichtungselement als Dichtringsatz ausgebildet ist, bei dem in einen weicheren Dichtring ein härterer und abriebfester Gleitring eingesetzt ist und der Dichtring neben dem Gleitring in eine schmale Dichtlippe ausläuft, und schließlich das mindestens eine erste Dichtungselement faserfrei ausgebildet ist und in dem Einbau raum überwiegend eine Füll- und Führungsfunktion für den Dicht ringsatz ausübt. Furthermore, the object is achieved according to the invention according to a method of the type mentioned in that a worn sealing system is removed from the installation space 20 and is replaced by a different type of sealing system which contains only the at least one first sealing element and a second sealing element, and also the second sealing element is designed as a seal ring set, in which a harder and abrasion-resistant slide ring is inserted in a softer seal ring and the seal ring runs out into a narrow sealing lip next to the slide ring, and finally the at least one first sealing element is fiber-free and in the installation space there is predominantly a filling and Leading function for the sealing ring set.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.The object on which the invention is based is achieved in this way completely solved.

Erfindungsgemäß wird nämlich ein Dichtungssystem zur Verfügung gestellt, das von den äußeren Abmessungen her identisch mit denjenigen herkömmlicher Dachmanschetten-Dichtungssysteme aus gestaltet werden kann. Das erfindungsgemäße dachmanschettenar tige Dichtungssystem kann daher ohne weiteres bei einem Aus tausch eines verschlissenen herkömmlichen Dachmanschetten- Dichtungssystems gegen dieses ausgetauscht werden.According to the invention, a sealing system is namely available posed, which is identical to the outer dimensions those of conventional roof boot sealing systems can be designed. The roof cuff according to the invention term sealing system can therefore easily in the event of an off exchange of a worn conventional roof sleeve Sealing system can be replaced with this.

Die Verwendung des an sich bekannten Dichtringsatzes mit wei cherem Dichtring und härterem, abriebfestem Gleitring hat den Vorteil, daß ein längerlebiges Dichtungssystem zur Verfügung gestellt wird, das auch beim Langzeitgebrauch reibungsarm und stick-slip-frei läuft. Der Benutzer des erfindungsgemäßen dach manschettenartigen Dichtungssystems braucht dabei nicht auf die gewohnten dachmanschettenförmigen Dichtungselemente zu verzich ten, auch wenn diese im Rahmen des erfindungsgemäßen Dichtungs systems eine andere Funktion ausüben als bei herkömmlichen Dachmanschetten-Dichtungssystemen. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung haben die im Axialschnitt V-förmig ausgebildeten Dichtungselemente nämlich keine ausschließliche Dichtungsfunk tion sondern vielmehr eine Führungsfunktion für den Dich tringsatz und insbesondere eine Druckmindererfunktion, wenn die im Axialschnitt V-förmigen Dichtungselemente zwischen dem Dich tringsatz und der Hochdruckseite der Kolben-Zylinder-Einheit angeordnet sind.The use of the known sealing ring set with white Cherem sealing ring and harder, abrasion-resistant slide ring has the Advantage that a longer life sealing system is available is provided, which is also low-friction and long-term use stick-slip-free runs. The user of the roof according to the invention cuff-like sealing system does not need to to waive the usual cuff-shaped sealing elements ten, even if this within the scope of the seal according to the invention systems perform a different function than conventional ones Roof seal systems. As part of the present Invention have the V-shaped in axial section Sealing elements namely no exclusive sealing radio tion but rather a management function for you ring set and in particular a pressure reducing function if the in axial section V-shaped sealing elements between you ring set and the high pressure side of the piston-cylinder unit are arranged.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen dach manschettenartigen Dichtungssystems besteht das erste Dichtung selement aus massivem Kunststoff, insbesondere aus einem Polyu rethan, einem Nitrilkautschuk oder einem Fluorelastomer.In a preferred development of the roof according to the invention cuff-like sealing system is the first seal element made of solid plastic, in particular of a polyu rethane, a nitrile rubber or a fluoroelastomer.

Diese Werkstoffe haben sich als besonders vorteilhaft im vor liegenden Zusammenhang erwiesen.These materials have proven to be particularly advantageous in the proven relationship.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Dichtungselement in einer ersten axialen Endposition des Ein bauraumes angeordnet. Diese erste axiale Endposition ist vor zugsweise die von der Hochdruckseite der Kolben-Zylinder- Einheit weg weisende Endposition.In another preferred embodiment, the second is Sealing element in a first axial end position of the one construction space arranged. This first axial end position is before preferably from the high pressure side of the piston-cylinder End position pointing unit.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das zweite Dichtungselement auf der Niederdruckseite betrieben werden kann, wobei die zwi schen dem zweiten Dichtungselement und der Hochdruckseite lie genden ersten Dichtungselemente eine Druckmindererfunktion aus üben, so daß die Dichtlippe des zweiten Dichtungselementes nur einem verhältnismäßig niedrigen Druck ausgesetzt wird. This measure has the advantage that the second sealing element can be operated on the low pressure side, the zwi between the second sealing element and the high pressure side the first sealing elements from a pressure reducing function practice so that the sealing lip of the second sealing element only is exposed to a relatively low pressure.

Bei einer weiteren bevorzugten Weiterbildung dieser Variante ist an einer der ersten axialen Endposition gegenüberliegenden zweiten axialen Endposition des Einbauraumes ein Stützring an geordnet.In a further preferred development of this variant is at a position opposite the first axial end position second axial end position of the installation space on a support ring orderly.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß durch Vorsehen des Stütz ringes eine Längenanpassung möglich ist, wenn nämlich Stützrin ge mit unterschiedlichen axialen Abmessungen eingesetzt werden, um unterschiedliche axiale Abmessungen des Einbauraumes im Hin blick auf die Dichtungselemente zu kompensieren.This measure has the advantage that by providing the support ring a length adjustment is possible if namely support ring ge with different axial dimensions are used, by different axial dimensions of the installation space in the rear compensate for the view of the sealing elements.

Obwohl bei dem erfindungsgemäßen dachmanschettenartigen Dich tungssystem eine axiale Vorspannung der Dichtungselemente im Gegensatz zu herkömmlichen Dachmanschetten-Dichtungssystemen nicht erforderlich ist, kann es im Einzelfall zweckmäßig sein, z. B. die Druckminderungswirkung der ersten Dichtungselemente durch eine, allerdings sehr viel geringere axiale Vorspannung einzustellen.Although in the roof cuff-like you according to the invention an axial preload of the sealing elements in the Contrary to conventional roof seal systems is not necessary, it may be appropriate in individual cases e.g. B. the pressure reduction effect of the first sealing elements due to a much lower axial preload adjust.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der bei gefügten Zeichnung.Further advantages result from the description and the at added drawing.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and the following standing features to be explained not only in each specified combination, but also in other combinations or can be used alone, without the scope of to leave the present invention.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen: An embodiment of the invention is in the drawing shown and is described in more detail in the following description explained. Show it:

Fig. 1 ein Axialschnitt, stark schematisiert, durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen dachman schettenartigen Dichtungssystems; Figure 1 is an axial section, highly schematic, through an embodiment of a roof-like seal system according to the invention.

Fig. 2 zum Vergleich ein entsprechendes Dichtungssystem in Dachmanschetten-Bauart nach dem Stand der Technik. Fig. 2 for comparison, a corresponding sealing system in the type of roof boot according to the prior art.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt eine Kolben-Zylinder- Anordnung, wie sie z. B. im Schwermaschinenbau eingesetzt wird, also bspw. bei Gießzylindern in Stranggußanlagen, bei hydrauli schen Pressen, Zugzylindern, Stanz- und Ziehanlagen und dgl. Derartige Kolben-Zylinder-Anordnungen werden aber auch z. B. im Wasserbau eingesetzt, um Schleusentore oder Tore in Staudämmen zu betätigen. Darüber hinaus werden derartige Kolben-Zylinder- Anordnungen auch bei Kränen, Baumaschinen, Tiefbaumaschinen, Tunnelbohrmaschinen und dgl. eingesetzt.In Fig. 1, 10 denotes a total piston-cylinder arrangement, as z. B. is used in heavy machinery, for example. In casting cylinders in continuous casting systems, in hydraulic presses, pull cylinders, punching and drawing systems and the like. Such piston-cylinder arrangements are also, for. B. used in hydraulic engineering to operate lock gates or gates in dams. In addition, such piston-cylinder arrangements are also used in cranes, construction machines, civil engineering machines, tunnel boring machines and the like.

Bei Kolben-Zylinder-Anordnungen der vorstehend genannten Art sind hohe Verfahrgeschwindigkeiten erwünscht. Dabei soll eine maximale Dichtfunktion zwischen Kolben bzw. Kolbenstange und Zylinder gewährleistet sein, und zwar auf möglichst einfache Weise. Es wird ferner angestrebt, daß der Betrieb des Dich tungssystems stick-slip-frei erfolgt, also ohne eine ratternde Bewegung z. B. einer Kolbenstange im Zylinder.In piston-cylinder arrangements of the aforementioned type high travel speeds are desirable. One should maximum sealing function between piston or piston rod and Cylinder must be guaranteed, and as simple as possible Wise. It is also desirable that the operation of you stick-slip-free, so without a rattling Movement z. B. a piston rod in the cylinder.

Da Kolbenstangen heutzutage häufig feinstbearbeitet und auch mit keramisch, z. B. mit einem Metalloxid, beschichteten Ober flächen versehen sind, müssen Dichtungssysteme für derartige Anordnungen auch für diese Einsatzfälle geeignet sein. Because piston rods are now often finely machined and also with ceramic, e.g. B. with a metal oxide, coated upper are provided, sealing systems for such Arrangements can also be suitable for these applications.

Bei der Anordnung 10 gemäß Fig. 1 ist mit 12 ein Kolben oder eine Kolbenstange angedeutet, die in einem Zylinder 14 läuft. Der Zylinder 14 weist einen nur abgebrochen dargestellten Zy linderkörper 16 auf, der die zylindrische Oberfläche 18 der Kolbenstange 12 umgibt.In the arrangement 10 according to FIG. 1, a piston or a piston rod, which runs in a cylinder 14, is indicated by 12. The cylinder 14 has a cylinder body 16 shown only broken off, which surrounds the cylindrical surface 18 of the piston rod 12 .

Der Zylinderkörper 16 ist an seiner Innenseite mit einem ring förmigen Einbauraum 20 versehen. Der Einbauraum 20 wird an den axialen Enden teilweise von herkömmlichen Dicht- und Führungs ringen 22, 24 begrenzt. In Fig. 1 befindet sich die Hochdruck seite der Anordnung 10 rechts und die Niederdruckseite links. Auf der Niederdruckseite läuft der linke Dicht- und Führungs ring 24 in einen schrägen Abstreifer 26 aus, wie dies an sich bekannt ist.The cylinder body 16 is provided on its inside with a ring-shaped installation space 20 . The installation space 20 is partially limited by conventional sealing and guide rings 22 , 24 at the axial ends. In Fig. 1, the high pressure side of the arrangement 10 is on the right and the low pressure side on the left. On the low pressure side, the left sealing and guide ring 24 runs out into an oblique wiper 26 , as is known per se.

Die in Fig. 1 linke Endposition des ringförmigen Einbauraumes 20 wird darüber hinaus durch ein ringförmiges Andrückelement 28 begrenzt, das mit einem Vorsprung 30 einen Teil der radialen Stirnfläche am linken Ende des ringförmigen Einbauraumes 20 be stimmt. Es muß jedoch bereits an dieser Stelle darauf verwiesen werden, daß das Andrückelement 28 nur fakultativ vorhanden ist, im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist, wie noch erläutert werden wird, ein axiales Andrücken nämlich nicht zwingend er forderlich.The left end position in FIG. 1 of the annular installation space 20 is also limited by an annular pressing element 28 which, with a projection 30, determines part of the radial end face at the left end of the annular installation space 20 . However, it must already be pointed out at this point that the pressing element 28 is only optional, in the context of the present invention, as will be explained, an axial pressing is not absolutely necessary.

Das Andrückelement 28 ist im Zylinderkörper 16 mittels Schrau ben 32 befestigt.The pressing element 28 is ben ben 32 fixed in the cylinder body 16 by means of screw.

Im Einbauraum 20 befindet sich auf der Niederdruckseite, also links, ein sogenanntes TDI-Dichtungselement 34. Das Dichtungs element 34 umfaßt einen Dichtring 36, der vorzugsweise aus einem weicheren Werkstoff, also z. B. einem Elastomer, besteht. Der Dichtring 36 umgibt einen Gleitring 38 aus härterem, gut gleitfähigen Material, vorzugsweise einem PTFE-Compound. Der Dichtring 36 umschließt den Gleitring 38 auf beiden axialen Seiten, wobei er auf der in Fig. 1 rechten Seite in eine Dicht lippe 40 ausläuft.A so-called TDI sealing element 34 is located in the installation space 20 on the low-pressure side, that is to the left. The sealing element 34 comprises a sealing ring 36 , which is preferably made of a softer material, so z. B. an elastomer. The sealing ring 36 surrounds a slide ring 38 made of harder, well-slidable material, preferably a PTFE compound. The sealing ring 36 surrounds the slide ring 38 on both axial sides, wherein it runs out on the right side in FIG. 1 in a sealing lip 40 .

Das Dichtungselement 34 ist als Dichtringsatz an sich bekannt und z. B. in der bereits eingangs erwähnten DE 24 61 455 C be schrieben.The sealing element 34 is known as a set of sealing rings and z. B. in the already mentioned DE 24 61 455 C be written.

Rechts vom Dichtungselement 34 befinden sich insgesamt vier im Axialschnitt V-förmige Dichtelemente, die somit im üblichen Sprachgebrauch "dachmanschettenförmig" ausgebildet sind. Die Dichtelemente 42 bis 48 bestehen jedoch im Gegensatz zu klassi schen Dachmanschetten nicht aus einem vulkanisierten Textilge webe, sondern sind vielmehr faserfrei aus massivem Kunststoff gefertigt. Hierfür kommen bei Standardanwendungen Polyurethane (PUR) in Betracht, für Sonderfunktionen kann man auch einen Ni trilkautschuk verwenden, wie er unter der Bezeichnung NBR im Handel ist oder auch ein Fluorelastomer, wie es z. B. unter dem eingetragenen Markennamen "VITON" der Firma Dupont erhältlich ist.To the right of the sealing element 34 there are a total of four sealing elements which are V-shaped in axial section and which are thus configured in the usual parlance to be “roof-shaped”. The sealing elements 42 to 48 , however, in contrast to classic roof cuffs, are not made of a vulcanized textile fabric, but rather are made of fiber-free fiber. For this purpose, polyurethanes (PUR) come into consideration in standard applications. For special functions, one can also use a trilubile rubber, such as is commercially available under the name NBR, or a fluoroelastomer, such as that used for B. is available under the registered brand name "VITON" from Dupont.

Nach rechts wird die Anordnung im Einbauraum 20 noch durch ei nen Stützring 50 komplettiert, der ebenfalls aus einem massiven Kunststoff besteht. Der Dichtring 50 kann axial unterschiedli che Abmessungen haben, so daß je nach Anwendungsfall bei vorge gebenem Einbauraum 20 eine gewünschte Anzahl von Dichtelementen 42-48 eingesetzt werden kann. To the right, the arrangement in the installation space 20 is completed by egg NEN support ring 50 , which is also made of a solid plastic. The sealing ring 50 can have axially differing surface dimensions, so that, depending on the application with a given installation space 20, a desired number of sealing elements 42-48 can be used.

Die Dichtelemente 42-48 haben im wesentlichen ebenfalls eine Füllfunktion. Sie haben jedoch darüber hinaus eine technische Funktion dahingehend, daß der von der Hochdruckseite her auf die Anordnung einwirkende Hydraulikdruck durch die mehrstufige Anordnung der mehreren Dichtelemente schrittweise gemindert wird, so daß die Dichtlippe 40 nur noch einem verhältnismäßig geringen hydraulischen Druck ausgesetzt wird. Diese Funktion kann man bei Bedarf dadurch einstellen, daß man über das An drückelement 28 einen gewissen, allerdings sehr geringen axia len Druck auf die Dichtelement 42-48 ausübt. Außerdem können die Dichtelemente 42-48 eine radiale Führungsfunktion aus üben.The sealing elements 42-48 also essentially have a filling function. However, they also have a technical function in that the hydraulic pressure acting on the arrangement from the high pressure side is gradually reduced by the multi-stage arrangement of the several sealing elements, so that the sealing lip 40 is only exposed to a relatively low hydraulic pressure. This function can be adjusted if necessary by exerting a certain but very low axial pressure on the sealing element 42-48 via the pressure element 28 . In addition, the sealing elements 42-48 can exercise a radial guide function.

Zur Veranschaulichung und zum Vergleich mit dem Stand der Tech nik ist in Fig. 2 ein herkömmliches Dachmanschetten- Dichtungssystem dargestellt.For illustration and comparison with the prior art, a conventional roof seal system is shown in Fig. 2.

In demselben Einbauraum 20' befindet sich dabei eine Anordnung, die links von einem Druckring 60 gebildet wird, an den sich nach rechts abwechselnd eine Gewebemanschette 62, eine Gummi manschette 64, wieder eine Gewebemanschette 66, erneut eine Gummimanschette 68 und dann ein weiteres Mal eine Gewebeman schette 70 anschließen, wobei die Anordnung nach rechts eben falls durch einen Stützring 72 komplettiert wird.In the same installation space 20 'there is an arrangement which is formed on the left by a pressure ring 60 to which to the right alternately a fabric sleeve 62 , a rubber sleeve 64 , again a fabric sleeve 66 , again a rubber sleeve 68 and then one more time Connect Gewebeman cuff 70 , whereby the arrangement to the right is also completed by a support ring 72 .

Bei dieser Anordnung nach dem Stand der Technik ist das An drückelement 28' zwingend erforderlich, weil zur Funktion der Manschetten 62-70 ein erheblicher axialer Druck ausgeübt wer den muß, der die im Axialschnitt V-förmigen Dachmanschetten in radialer Richtung ausweichen läßt, so daß sie nach Art einer Stopfbüchse die gewünschte Dichtfunktion herstellen. In this arrangement according to the prior art, the pressing element 28 'is absolutely necessary because a considerable axial pressure must be exerted for the function of the sleeves 62-70 , which allows the roof sleeves V-shaped in axial section to evade in the radial direction so that they produce the desired sealing function in the manner of a stuffing box.

Wenn die in Fig. 2 dargestellte herkömmliche Anordnung aus den eingangs geschilderten Gründen verschlissen ist, wird die Kol ben-Zylinder-Anordnung demontiert und die verschlissenen Man schetten 62-70 und Ringe 60, 72 werden aus dem Einbauraum 20' entfernt. Man kann dann ohne weitere bauliche Veränderungen das erfindungsgemäße dachmanschettenartige Dichtungssystem gemäß Fig. 1 einbauen, das dem in Fig. 2 gezeigten herkömmlichen Sy stem an Dichtigkeit und vor allem an Lebensdauer weit überlegen ist.If the conventional arrangement shown in FIG. 2 is worn out for the reasons described at the outset, the piston-cylinder arrangement is dismantled and the worn sleeves 62-70 and rings 60 , 72 are removed from the installation space 20 '. One can then install the roof collar-like sealing system according to FIG. 1 according to the invention without further structural changes, which is far superior to the conventional system shown in FIG. 2 in terms of tightness and above all in terms of service life.

Versuche haben ergeben, daß mit dem erfindungsgemäßen dachman schettenartigen Dichtungssystem im Temperaturbereich zwischen - 30°C und +120°C Gleitgeschwindigkeiten von 1 m/s und darüber erzielbar sind, wobei auch im Langzeitgebrauch kein Verschleiß festgestellt werden konnte.Tests have shown that with the dachman according to the invention chain-like sealing system in the temperature range between - 30 ° C and + 120 ° C sliding speeds of 1 m / s and above can be achieved, no wear even in long-term use could be determined.

Claims

1. Sealing system for piston-cylinder units, in which a first machine element runs tightly on a substantially cylindrical surface ( 18 ) of a second machine element and in the first machine element a substantially annular installation space ( 20 ) for a plurality of axially side by side lying sealing elements ( 34 , 42-48 ; 62-70 ) is provided, of which at least a first ( 42-48 ; 62-70 ) is V-shaped and fiber-free in axial section, characterized in that the installation space ( 20th ) only the at least one first sealing member (42-48) and a second log processing element (34), in that the second seal member (34) is designed as a sealing ring set (36, 38) in a softer sealing ring (36) a harder wherein and abrasion-resistant sliding ring ( 38 ) is inserted and the sealing ring ( 36 ) next to the sliding ring ( 38 ) runs out into a narrow sealing lip ( 40 ), and that the at least one first seal element ( 42-48 ) in the installation space ( 20 ) predominantly performs a filling and guiding function for the sealing ring set ( 36 , 38 ).

2. Sealing system according to claim 1, characterized in that the first sealing element ( 42-48 ) consists of solid plastic.

3. Sealing system according to claim 2, characterized in that the plastic is a polyurethane, a nitrile rubber or is a fluoroelastomer.

4. Sealing system according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the second sealing element ( 34 ) is arranged in a first axial end position of an installation space ( 20 ).

5. Sealing system according to claim 4, characterized in that the first axial end position is that of the high pressure end position pointing away.

6. Sealing system according to claim 4 or 5, characterized in that a support ring ( 50 ) is arranged at one of the first axial end position ge opposite second axial end position of the installation space ( 20 ).

7. Sealing system according to one or more of claims 4 to 6, characterized in that the sealing lip ( 40 ) to the at least one first sealing element ( 42-48 ).

8. Sealing system according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that at least three first sealing elements ( 42-48 ) are used side by side.

9. Sealing system according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that means for exerting egg nes axially directed pressure on the side lying sealing elements ( 34 , 42-48 ) are provided.

10. Sealing system according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the first machine element is a cylinder ( 14 ) and the second machine element ( 12 ) are a piston rod or a piston.

11. A method for repairing a sealing system for piston-cylinder units, in which a first machine element runs tightly on a substantially cylindrical surface ( 18 ) of a second machine element and in the first machine element a substantially ring-shaped installation space ( 20 ) for one A plurality of axially adjacent sealing elements ( 62-70 ) is easily seen, of which at least a first ( 62-70 ) is V-shaped in axial section, characterized in that a worn sealing system is removed from the installation space ( 20 ) and is replaced by a different type of sealing system, which contains only the at least one sealing element ( 42-48 ) and a second sealing element ( 34 ), and the second sealing element ( 34 ) is designed as a sealing ring set ( 36 , 38 ), in which a harder and abrasion-resistant slide ring ( 38 ) is inserted into a softer sealing ring ( 36 ) and the sealing ring ( 36 ) in addition to the slide ring ( 38 ) in a narrow sealing lip ( 40 ), and finally the at least one first sealing element ( 42-48 ) is designed to be fiber-free and in the installation space ( 20 ) predominantly a filling and guiding function for the sealing ring set ( 36 , 38 ) exercises.