DE2144681A1

DE2144681A1 - Zusammengesetzte Dichtung fur KoI benstangen und dergleichen

Info

Publication number: DE2144681A1
Application number: DE19712144681
Authority: DE
Inventors: Ward Milgrove N Y Sievenpiper (V St A)
Original assignee: ATO Inc
Current assignee: Scott Technologies Inc
Priority date: 1971-01-21
Filing date: 1971-09-07
Publication date: 1972-08-17
Also published as: GB1369258A; JPS4861847A; US3765690A; CA963031A

Description

Dr. Ing. E. BERKENFELD · D i pi.-1 ng. H. B E RKEN FELD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 2. September 1971 vA//Name d. Anm. A-T-O Ine,

Zusammengesetzte Dichtung für Kolbenstangen und dergleichen

Die Erfindung bezieht sich auf Dichtungen für hydraulische Betätigungseinrichtungen und insbesondere auf eine neue und nützliche zusammengesetzte Dichtung für Kolbenstangen.

Es sind bereits verschiedene Arten von Dichtungen für hydraulische Betätigungseinrichtungen vorgeschlagen worden. Im allgemeinen sind diese Dichtungen im Querschnitt V-'oder schalenförmig und werden entweder einzeln oder in Packungen verwendet, welche aus zwei oder mehr solchen Dichtungen bestehen, die mit der Rückseite gegen die Stirnseite anliegen. Wenn solche Dichtungen aus verhältnismäßig weichen Materialien hergestellt sind, die bei einer Ablenkung der Stange ohne Lecken elastisch nachgeben können, sind sie der Abnützung unterworfen, die eine kurze Lebensdauer ergibt, insbesondere unter hohen Druckbedingungen. Ein anderes solchen Dichtungen gemeinsames Problem ist ihre Anfälligkeit für das Auspressen, was ebenfalls ihre Lebensdauer verkürzt. Wenn solche Dichtungen aus härteren Materialien geformt werden, die höheren Beanspruchungen und Drükken widerstehen können, werden sie bei einer Ablenkung der Stange leicht dauernd verformt oder sprechen zumindest nicht rasch genug an, um das Lecken zu vermeiden.

Eine Hauptaufgabe der Erfindung besteht daher in der Ausbildung einer Dichtung für hydraulische Zylinder, die unter hohen Druckbedingungen lecksicher bleibt und eine äußerst lange Lebensdauer aufweist.

Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung A 93/6

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einer solchen Dichtung, welche die Fähigkeit hat, eine starke Ablenkung der Stange aufzunehmen, und welche eine absolute Speicherung und eine» rasches Ansprechen zeigt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausbildung von Dichtungsteilen, die leicht aus verfügbaren Materialien geformt v/erden können, so daß sich eine praktische Lösung für die oben angegebenen Probleme der bekannten Dichtungen ergibt.

Die zusammengesetzte Dichtung ist gemäß der Erfindung gekennzeichnet durch ein Paar ringförmiger Dichtungsteile, die aneinanderstoßend rund um eine Kolbenstange oder ein anderes rohrförmiges Element fest angeordnet sind, wobei' die Teile aus Materialien geformt sind, die verschiedene Härteeigenschaften aufweisen« Der weichere Teil weist eine absolute Speicherung und ein rasches Ansprechen auf, um sich einer Ablenkung der Stange ohne Lecken anzupassen. Unter hohen Druckbedingungen wird der weichere Teil gegen den härteren Teil gedrückt und veranlaßt, sich in radialer Richtung zu strecken, um den Lagerdruck zwischen der Dichtungslippe des weicheren Teils und der Außenseite der Stange zu entlasten, während die Zusammendrückung zwischen den Teilen den härteren Teil belastet, um den Lagerdruck der Dichtungslippe des härteren Teils. gegen die Außenseite der Stange zu erhöhen, was eine stärkere Abdichtung zwischen denselben bewirkt, um hohen Drücken besseren Widerstand zu leisten.

Die Erfindung betrifft daher ein Paar ringförmiger Dichtungsteile, die in axialer Richtung aneinanderstoßend rund um einen hin und her beweglichen Teil fest angeordnet und aus synthetischen Kunststoffmaterialien mit verschiedenen Härtegraden geformt sind. Der weichere Teil weist eine absolute Speicherung und ein rasches Ansprechen auf, um eine starke Ablenkung des hin und her beweglichen Teils aufnehmen zu können,

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und der härtere Teil, der höhere Drücke ertragen kann, dient als eine Stütze für den weicheren Teil, um das Auspressen zu verhindern. Der weichere Teil bewegt sich unter hohen Drücken relativ zum härteren Teil in einer Anordnung, welche die gegen die Dichtungslippe des weicheren Teils wirkende Reibungskraft entlastet und den härteren Teil belastet. Bei Anwendungen mit geringer Beanspruchung kann ein Stangenabstreifer mit dem härteren Teil kombiniert werden, und der härtere Teil kann zwecks zusätzlicher Lagerfähigkeit verlängert v/erden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen gleiche Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 teilweise im Schnitt eine Seitenansicht eines hydraulischen Zylinders, der mit der zusammengesetzten Dichtung gemäß der Erfindung versehen ist, wobei der mittlere Teil des Zylinders zwecks leichterer Darstellung weggebrochen ist,

Fig. 2 in größerem Maßstab einen teilweisen Längsschnitt der zusammengesetzten Dichtung gemäß der Erfindung unter verhältnismäßig hohen Druckbedingungen,

Fig. 3 in größerem Maßstab einen Querschnitt des einen Teils der zusammengesetzten Dichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 4 in größerem Maßstab einen Querschnitt des anderen Teils der zusammengesetzten Dichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 5 eine Vorderansicht des Dichtungsteils der Fig. 3, Fig. 6 eine Rückansicht des Dichtungsteils der Fig. 3,

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Fig. 7 eine Vorderansicht des Dichtungsteils der Fig. 4, Fig. 8 eine Rückansicht des Dichtungsteils der Fig. 4,

Fig. 9 in größerem Maßstab einen der Fig. 2 ähnlichen teilweisen Längsschnitt der zusammengesetzten Dichtung gemäß der Erfindung unter verhältnismäßig niedrigen Druckbedingungen und

Fig.10 in größerem Maßstab und in teilweisem Längsschnitt eine abgeänderte Ausführungsform der zusammengesetzten Dichtung gemäß der Erfindung unter verhältnismäßig hohen Druckbedingungen.

In Fig. 1 ist ein doppelt wirkender hydraulischer Zylinder 10 dargestellt, der aus einem zylindrischen Gehäuse 12 und mehreren konzentrischen, hohlen Kolbenstangen 14, 16 und 18 besteht, die in demselben verschiebbar angeordnet sind. Die Kolbenstange 14 kann auch kompakt ausgebildet sein. Die Stangen 14, 16 und 18 sind relativ zueinander und zum Gehäuse 12 in axialer Richtung hin und her beweglich und sind an ihren inneren Enden in bekannter Weise mit (nicht dargestellten) entsprechenden Kolben verbunden. Auf die Kolben wird nacheinander Druck zur Einwirkung gebracht·, um ihre zugehörigen Stangen aufeinanderfolgend herauszuschieben und zurückzuziehen, was bei der innersten Stange 14 beginnt und sich in radialer Richtung nach außen fortsetzt. Da solche Kolbenanordnungen üblich sind und «an sich keinen Teil der Erfindung bilden, erscheint eine genauere Beschreibung nicht erforderlich. Obwohl die zusammengesetzte Dichtung gemäß der Erfindung vorteilhaft für einen hydraulischen Zylinder der beschriebenen Art verwendet werden kann, ist ihre Verwendung selbstverständlich in keiner Weise auf einen solchen Zylinder beschränkt, sondern ist für eine große Zahl von Anwendungen unter niedrigen und hohen Druckbedingungen brauchbar.

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Das Gehäuse 12 endet an einem Ende in einer Öse 13 zur Befestigung des Zylinders 10 an einer entsprechenden Stütze. Das andere Ende des Gehäuses 12 ist mit einem ringförmigen Bund 20 versehen, der mit dem Gehäuse 12 bei 22 verschweißt ist. Die entsprechenden Enden der Stangen 16 und 18 sind ebenfalls mit ringförmigen Bunden 24 und 26 versehen, die an denselben mittels der Schweißnähte 28 und 30 befestigt sind. Das äußere Ende der innersten Stange 14 ist in einen ösenteil 32 eingeschraubt oder auf andere Weise an demselben befestigt, der mit einer mechanischen Belastung verbunden werden kann.

Da jeder Bund mit Ausnahme von Veränderungen der Größe eine ähnliche Konstruktion aufweist, dürfte eine genaue Beschrei- I bung nur des Bundes 24 mit seinen Dichtungselementen und Lagern genügen. Die entsprechenden Elemente der Bunde 26 und 20 sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet, die mit einem Strich oder einem Doppelstrich versehen sind.

Wie Fig. 2 zeigt, umgibt der Bund 24 die Kolbenstange 14 und ist mit einer Ringnut oder einem Hohlraum 40 zur Aufnahme eines Hülsenlagers 42 versehen, das mit der Kolbenstange 14 in Berührung steht. Im Bund 24 ist in axialem Abstand von der Nut 40 eine andere Ringnut oder ein Hohlraum 44 zur Aufnahme der zusammengesetzten Dichtung 46 gemäß der Erfindung vorgesehen, wie nachstehend noch genauer beschrieben wird. Im Bund ■ * 24 ist in axialem Abstand von der Nut 44 eine dritte Ringnut oder ein Hohlraum 48 zur Aufnahme eines ringförmigen Stangenabstreifers 50 vorgesehen. Dieser wird durch eine in der Nut 48 ausgebildete Haltelippe 52 an seinem Platz gehalten. Der Abstreifer 50 kann die Stange 14 wirksam abkratzen und sauber wischen. Der Stangenabstreifer 50 ist genauer in der Patentanmeldung P 21 02 568.3 vom 20. Januar 1971 beschrieben.

Gemäß der Erfindung besteht die Dichtung 46 aus einem Paar ringförmiger Dichtungsteile, welche nachstehend als Nieder-

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druckteil 54 und Hochdruckteil 56 bezeichnet werden. Diese sind in der Nut 44 angeordnet, um eine lecksichere Abdichtung zwischen den benachbarten Kolbenstangen 14 und 16 zu bewirken. Der Niederdruckteil 54 ist aus einem elastisch nachgiebigen synthetischen Kunststoffmaterial hergestellt und besteht aus einem ringförmigen Hauptteil 58 (Figuren 3, 5 und 6),. der eine im allgemeinen ebene axiale Endfläche 60 aufweist. Der Hauptteil 58 ist an seinem gegenüberliegenden Ende mit einem ersten ringförmigen Flansch 62 und einem zweiten ringförmigen Flansch 64 versehen, welche sich vom Hauptteil 58 etwas divergierend nach außen erstrecken und an ihren inneren Enden miteinander verbunden sind, um einen schalenförmigen Hohlraum 66 zu bilden. Der Flansch 62 erstreckt sich vom Hauptteil 58 im allgemeinen in axialer Richtung und weist eine innere Umfangswand auf, die aus einem geraden, axial gerichteten Teil 68 und einem geneigten Teil 70 besteht. Dieser erstreckt sich vom Teil 68 in radialer Richtung etwas nach innen und endet in einer Dichtungskante oder Lippe 71 _f welche mit der Stange 14 in Paßsitz gelangt. Der Flansch 62 weist eine äußere Umfangswand 72 auf, welche sich im allgemeinen parallel zum geneigten Teil 70 erstreckt, sowie eine Endfläche 74, die den geneigten Teil 70 mit der äußeren Wand 72 verbindet und im allgemeinen zu derselben senkrecht steht. Der Hauptteil 58 weist eine geneigte Nockenfläche 75 auf, die sich vom inneren Ende des geraden Teils 68 zum inneren Ende der Endfläche 60 unter einem Winkel nach oben erstreckt.

Der Flansch 64 erstreckt sich vom Hauptteil 58 nach außen und weist eine innere Umfangswand 76 auf, welche relativ zur Achse des Hauptteils 58 geneigt ist, so daß sie sich vom Hauptteil 58 in radialer Richtung etwas nach außen erstreckt. Der Flansch 64 weist auch eine äußere Umfangswand 78 auf, die im allgemeinen zur Wand 76 parallel ist. Der Hauptteil 58 ist mit einer äußeren ¥and 80 versehen, die im allgemeinen zur Achse des Hauptteils 58 parallel ist und sich von der Endfläche 60

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bis zum inneren Ende, der Wand 78 erstreckt. Die ¥and 78 des Flansches 64 endet an einer ringförmigen Lippe 82, die zwischen der Wand 78 und einer geneigten Endfläche 84 des Flansches 64 gebildet ist. Das innere Ende der Endfläche 84 steht zur inneren Wand 76 im wesentlichen senkrecht. Die Dicke des Flansches 64, gemessen zwischen den Wandflächen 76 und 78, beträgt ungefähr die Hälfte der entsprechenden Abmessung des Flansches 62«

Der Hochdruckteil 56 besteht aus einem ringförmigen Hauptteil 86 (Figuren 4, 7 und 8) und ist ebenfalls aus einem etwas elastisch nachgiebigen synthetischen Kunststoffmaterial hergestellt, das aber eine höhere Durometerhärte aufweist als der ITiederdruckteil 54. Der ringförmige Hauptteil 86 weist eine radiale Endfläche 88, eine äußere Umfangswand 90 und eine innere Umfangswand 92 auf, die sich im wesentlichen parallel zur 'Jana 90 und zur Zylinderachse erstreckt. Die innere Wand 92 geht in einen geneigten Teil 94 über, der sich von der inneren w^rand 92 in radialer Richtung etwas nach innen erstreckt, um eine Dichtungskante oder Lippe 96 zu bilden. Diese weist einen Innendurchmesser auf, der etwas kleiner ist als der Durchmesser der inneren Wand 92. Der Hauptteil 86 weist eine ringförmige Anschlagschulter 98 auf, die im allgemeinen zur Endfläche 88 parallel ist und zur äußeren Wand 90 senkrecht steht, sowie eine Endfläche 100, die ebenfalls zur Endfläche 88 parallel ist. Eine geneigte Fläche 102 erstreckt sich vom inneren Ende der Schulter 98 zum äußeren Ende der Endfläche 100 unter einem Winkel nach unten. Das innere Ende der Endfläche 100 bildet mit dem geneigten © Wandteil 94 die Lippe 96. Die geneigte Fläche 102 dient als ein Sitz, auf dem der Niederdruckteil 54 aufsitzt, wenn die beiden Dichtungsteile in axialer Richtung durch Druckflüssigkeit zusammengedrückt werden, wie nachstehend beschrieben wird.

Der Niederdruckteil 54 und der Hochdruckteil 56 werden vor-

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zugsweise je aus einem Stück in der in den Figuren 3 und 4 gezeigten Form und in irgendeiner gewünschten Größe geformt. Sin entsprechendes synthetisches Kunststoffmaterial für den Teil 54 ist Urethan, das eine Durometerhärte von ungefähr 80 aufweist. Der Hochdruckteil 56 kann ebenfalls aus Urethan geformt werden, das aber eine höhere Durometerhärte aufweist und mit einem Füllstoff imprägniert ist, wie zum Beispiel Glasfasern, um die Härte desselben aus den nachstehend angegebenen Gründen zu vergrößern» Obwohl die beschriebenen Urethane derzeit bevorzugt werden, können auch andere synthetische Kunststoffe verwendet werden, wenn sie die erforderlichen Eigenschaften aufweisen.

Die zusammengesetzte Dichtung 46 wird innerhalb der Ringnut 44 festgehalten, welche zur Achse der Kolbenstange 14 konzentrisch ist und in radialer Richtung einen im allgemeinen rechteckigen Umriß aufweist. Die Nut 44 wird durch eine innere ringförmige Wand 104 und ein Paar in axialem Abstand liegende Endwände 106 und 108 begrenzt, welche in zur Achse der Stange 14 senkrechten Ebenen angeordnet sind. Die Dichtungsteile 54 und 56 sind in der Betriebsstellung innerhalb des hydraulischen Zylinders 10 in die Nut 44 eingepaßt und nehmen anfänglich die in Fig. 9 gezeigte Niederdruckstellung ein. Der Hochdruckteil 56 ist in de-r Nut 44 so angeordnet, daß die Endfläche 88 mit der Endwand 108 in Eingriff steht, die äußere Wand 90 mit der Wand 104 in Eingriff steht und die innere Wand 92 gegen die Stange 14 anliegt, wobei die Lippe 96 mit der Sänge 14 in Dichtungseingriff steht. Der Niederdruckteil 54 ist in der Nut 44 so angeordnet, daß die geneigte Fläche 75 gegen die geneigte Fläche 102 des Teils 56 anliegt, der geneigte Teil 70 des Flansches 62 mit der Stange 14 in Eingriff steht und Teile des Flansches 64 mit der Wand 104 bzw. der Endwand 106 in Eingriff stehen. Unter Niederdruckbedingungen ist zwischen der Endwand 60 des Teils 54 und der Schulter 98 des Teiles 56, sowie zwischen der äußeren Wand 80 des Teils 54 und

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der wand 104 der Nut 44 ein kleiner Zwischenraum vorhanden, damit sich der Niederdruckteil 54 unter Hochdruckbedingungen in axialer Richtung bzw. in der Quer- oder Umfangsrichtung relativ zum Teil 56 bewegen kann, wie nachstehend beschrieben wird. Die Lippen 71 und 82 der Flansche 62 und 64 stehen mit der Stange 14 und der "Wand 104 der Hut 44 in Dichtungsberührung und beide Teile 54 und 56 stehen mit der Außenseite der Stange 14 in Dichtungseingriff.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß der Niederdrückten 54 aus einem verhältnismäßig weichen, das heißt leichter nachgebenden Material geformt ist, welches im { wesentlichen absolute Speicherung oder Widerstand gegen dauerndes Erhärten, zusammen mit einer raschen Rückkehr in die ursprüngliche Form aufweist, wenn die Verzerrungskraft unwirksam wird. Dies ist wichtig, um sich ohne Lecken einer starken Ablenkung der Stange anzupassen, welche durch mechanische Belastungen verursacht wird, die auf das äußere Ende der Stange 14 wirken. Obwohl der Teil 56 eine gute Speicherung aufweist, spricht derselbe langsamer an infolge des härteren Materials, aus dem derselbe geformt ist. Wenn der Teil 56 allein verwendet wird, ist derselbe daher während der Ab«elenkung der Stange für das Lecken anfällig. Das rasche Ansprechen des Teils 54 und seine dynamische Dichtungslippe 71 schließen ein solches Lecken aus. Der Dichtungseingriff der Lippe 71 mit der ' Stange 14, der durch den Paßsitz zwischen denselben bewirkt wird, wird noch durch die Wirkung der Druckflüssigkeit im Hohlraum 66 verstärkt und selbst bei starker Verzerrung aufrecht erhalten.

Unter Hochdruckbedingungen wird der Teil 54, der sich auf der Hochdruckseite der Dichtung befindet, durch die Druckflüssigkeit in axialer Richtung nach hinten gegen die Schulter 98 des Hochdruckteils 56 bewegt. Wenn der Teil 54 nach hinten in Gleiteingriff mit der geneigten Fläche 102 fe gedruckt wird,

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wird der Hauptteil 58 durch die Keilwirkung der Fläche 102 in radialer Richtung nach außen abgelenkt, bis die äußere Wand 80 des Teils 54 mit der Wand 104 der Nut in Eingriff steht. Der Hochdruckteil 56, der aus einem härteren synthetischen Kunststoffmaterial geformt ist, dient als eine Stütze, für den weiteren Teil 54 und verhinedert das Auspressen desselben zwischen dem Sunlfcfc' 24 und der Stange 14. Wenn der Teil 54 gegen und auf den Teil 56 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung gedrückt wird, wird der weichere Teil 54 in radialer Richtung nach außen abgelenkt, so daß der Innendurchmesser desselben vergrößert und der Lagerdruck und die Reibungskraft zwischen der Lippe 71 und der Außenseite der Stange 14 teilweise entlastet wird. Dies ist ein besonders wichtiges Merkmal der Erfindung, weil es die Abnützung der Dichtungslippe 71 des weicheren Teils 54 verringert, so daß dessen Lebensdauer verlängert wird. Gleichzeitig wird der Hochdruckteil 56 durch den Teil 54 belastet, um den Lagerdruck der Lippe 96 gegen die Außenseite der Stange 14 zu erhöhen, was eine stärkere Abdichtung zwischen denselben bewirkt, die hohen Druckbedingungen Widerstand leisten kann_o Der Dichtungsteil 56 ist daher unter hohen Druckbedingungen am wirksamsten.

Der Hochdruckteil 56 kann eine Halteschulter ähnlich jener des Abstreifers 50 aufweisen und die Wand 104 kann mit einer Ausnehmung versehen werden, um dieselbe aufzunehmen. Die Endwand 108 weist aber eine solche Tiefe auf, daß eine zusätzliche Halteschulter gewöhnlich nicht erforderlich ist.

Fig. 10 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Dichtung gemäß der Erfindung, bei welcher der Stangenabstreifer mit dem Hochdruckteil kombiniert ist, um einen einheitlichen Teil zu bilden. Wie Fig. 10 zeigt, ist der Hochdruckteil 56^f an dem dem Niederdruckteil 54 gegenüberliegenden Ende so geformt, daß ein Stangenabstreiferteil gebildet wird. Derselbe weist ein Paar ringförmige Flansche 110 und 112 auf, die sich

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vom Hauptteil 86* etwas divergierend in axialer Richtung nach außen erstrecken und an ihren inneren Enden miteinander verbunden sind, um einen schalenf örmigen Hohlraum 114 zu bilden. Der innere Flansch 110 ist geneigt oder weist eine geneigte Unterseite auf, ähnlich wie der Flansch 62 in Fig. 3. Die innere Kante des Flansches 110 weist einen Paßsitz mit der Stange 14* auf, um dieselbe abzustreifen und dabei in der gleichen './eise zu wirken, wie der Abstreifer 50 der Fig. 1. Der Stangenabstreif erteil des Teils 56' kann daher mit dem Abstreifer 50 identisch sein mit der Ausnahme, daß derselbe mit dem Dichtungsteil 56' aus einem Stück geformt ist. Diese Ausführungslorm der Erfindung ist für Anwendungen mit geringer Beanspruchung geeignet und ist wirtschaftlicher als die getrennte Ausbildung des Dichtungsteils und des Stangenabstreifers gemäß Fig. 2. Viie Fig. 10 zeigt, kann der Hauptteil 86' auch in axialer Richtung verlängert werden, um den Bereich der inneren Lagerfläche 115 desselben zu vergrößern, welche eine im allgemeinen zylindrische, axiale Fläche ist, ähnlich der Fläche 92 in Fig. 4, aber beträchtlich verlängert. Dadurch wird die Lagerfähigkeit des Dichtungsteils 56' vergrößert und macht es möglich, bei Anwendungen mit geringer Beanspruchung das getrennte EüTsenlager der Fig. 2 zu eliminieren, was eine weitere Kostenersparnis bedeutet.

Bei der in Fig. 10 gezeigten Ausführungsform der Erfindung können die Dichtungsteile 54 und 56 · in axialer Richtung über die Stange 14' in den in einem Gehäuse 118 vorgesehenen ringförmigen Hohlraum 116 geschoben und gegen eine Anschlagschulter 120 an ihrem Platz gehalten werden. Diese ist in einer Überwurfmutter 122 ausgebildet, welche auf das Ende des Gehäuses 118 aufgeschraubt ist und durch eine Stellschraube in Stellung gehalten wird. Der Teil 56' ist aus dem gleichen Ilaterial geformt wie der zuerst beschriebene Teil 56 und wirkt mit dem Teil 54 in der gleichen Weise zusammen wie der Teil 56, mit dem er im übrigen identisch ist.

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Aus dem vorstehenden ist ersichtlich, daß die Ziele der Erfindung vollkommen erreicht werden. Die Erfindung ergibt eine verbesserte zusammengesetzte Dichtung, welche ein Paar ringförmiger Dichtungs=feteile aufweist, die nebeneinander angeordnet sind, wobei die Teile aus Materialien mit verschiedener Härte geformt sind. Unter Niederdruckbedingungen dichtet der weichere Teil wirksam ab und weist eine absolute Speicherung und ein rasches Ansprechen auf. Unter Hochdruckbedingungen bewegt sich der weichere Teil in axialer Richtung gegen den härteren Teil und wild in radialer Richtung gestreckt, wodurch die zwischen der Dichtungslippe des weicheren Teils und der Stange wirksame Reibungskraft entlastet wird,, Der weichere Teil belastet ferner den härteren Teil, um den Lagerdruck der Dichtungslippe desselben gegen die Stange zu vergrößern. Das Auspressen des weicheren Teils wird durch den auf die Dichtungslippe des härteren Teils ausgeübten stärkeren Druck verhindert. Die zusammengesetzte Dichtung gemäß der Erfindung ist daher lecksicher und hat die Fähigkeit, sich einer starken Ablenkung der Stange anzupassen, wodurch die Lebensdauer der Dichtung verlängert wird.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen beschränkt, die verschiedene Abänderungen erfahren können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Patentansprüc he

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Claims

Df. ing. E. BCKKENFELD · Dipl.-lng. H. BERiCENFELD, Patentanwälte, Köln

Anlage Aktenzeichen

zur Eingabe vom 2. September 1971 vA// Named. Ann,. A-T-O Ine.

P A TENT ANSPRÜCHE

n.J Zusammengesetzte Dichtung für Kolbenstangen und dergleichen, gekennzeichnet durch einen ersten ringförmigen Teil (54) und einen zweiten ringförmigen Teil (56), die in axialer Richtung aneinanderstoßend und rund um die Außenseite eines hin und her beweglichen Teils (14) fest angeordnet sind, wobei der erste bzw. der zweite ringförmige Teil Abschnitte aufweisen, die mit dem hin und her beweglichen Teil in Dichtungseingriff stehen, und wobei der erste ringförmige Teil aus einem synthetischen Kunststoffmaterial geformt ist, während der zweite ringförmige Teil aus einem synthetischen Kunststoffmaterial geformt ist, das eine höhere Durometerhärte aufweist als der erste Teil.
2. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste ringförmige Teil (54) aus einem Hauptteil (58) besteht, der eine erste Endfläche (60) aufweist und der am gegenüberliegenden Ende mit ersten und zweiten ringförmigen Flanschen (62, 64) versehen ist, welche in radialer Richtung im Abstand voneinander liegen und zwischen sich eine ringförmige Nut (66) begrenzen.
3. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste ringförmige Flansch (62) einen geneigten inneren Wandteil (70) aufweist, der in einer Dichtungslippe (71) endet, welche im Paßsitz auf dem hin und her beweglichen Teil (14) aufsitzt.

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4. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 2, in Kombination mit einer hydraulischen Betätigungseinrichtung, welche einen hohlen zylindrischen Teil aufweist, der einen hin und her beweglichen Teil umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Teil (24) mit einer Ringnut (44) versehen ist, welche die Dichtung (46) aufnimmt, wobei der erste Flansch (62) mit dem hin und her beweglichen Teil (14) in Dichtungseingriff steht, während der zweite Flansch (64) mit der Viand (104) der Iiingnut (44) in Dichtungseingriff steht, und wobei die Ringnut (44) auf der Hochdruckseite der Betätigungseinrichtung (10) liegt.
5. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste ringförmige Teil (54) aus einem Hauptteil (58) besteht, der eine ringförmige Endfläche (60) und eine geneigte ringförmige Fläche (75) aufweist, die sich von der Endfläche (60) nach innen erstreckt.
6. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite ringförmige Teil (56) aus einem Hauptteil (86) besteht, der eine ringförmige Anschlagschulter (93) aufweist, welche der Endfläche (60) des ersten Teils (54) zugekehrt ist, und eine geneigte ringförmige Fläche (102), die sich von der Schulter (98) nach innen erstreckt und zu der geneigten Fläche (75) des ersten ringförmigen Teils (54) komplementär ist, daß bei Eingriff der geneigten Flächen (765, 102) der Teile (54, 56) die Endfläche (60) des ersten Teils (54) in axialer Richtung gewöhnlich im Abstand von der Schulter (98) liegt, während die relative axiale Bewegung der Teile gegeneinander unter dem Einfluß der Druckflüssigkeit bewirkt, daß der erste ringförmige Teil (54) in radialer Richtung gestreckt wird, so daß die Reibungskraft zwischen dem Dichtungseingriff sabschnitt des ersten Teils und der Außenseite des hin und her beweglichen Teils entlastet wird.

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7. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Streckung des ersten Teils (54) in radialer Richtung mit einer radialen Belastung des zweiten Teiles (56) verbunden ist, um den Dichtungseingriff desselben mit dem hin und her beweglichen Teil (14) zu verstärken.
8. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite ringförmige Teil φ6) aus einem llauptteil (86) besteht, der eine erste Endfläche (88) aufweist, eine gegenüberliegende Endfläche (100), die wesentlich kleiner ist als die erste Endfläche, eine Anschlagschulter (98) zwischen den Endflächen und eine geneigte Fläche (102), die sich von der zv/eiten Endfläche (100) in radialer Richtung nach außen zu der Schulter (98) erstreckt.
9. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite ringförmige Teil (56) eine innere v/and aufweist, die aus einem zur Achse des zweiten ringförmigen Teils parallelen geraden Abschnitt (92) und aus einem geneigten Abschnitt (94) besteht, der sich vom geraden Abschnitt in radialer Richtung etwas nach innen erstreckt und in einer Lippe (96) endet, welche mit der Außenseite des hin und her beweglichen Teils (14) in Dichtungseingriff steht.
10. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 1, in Kombination mit einem Flüssigkeitszyklinder, der einen äußeren Teil mit einem relativ zu demselben hin und her beweglichen Teil aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenseite des äußeren Teils eine Ringnut (44) ausgebildet ist, daß die zusammengesetzte Dichtung (46) in der Ringnut fest angeordnet ist, daß die ersten und zweiten Dichtungsteile (54, 56) in axialer Richtung relativ zueinander beweglich sind, um die relative Wirkung derselben unter verschiedenen Druckbedingungen zu verändert und daß die Nut (44) eine axiale Abmessung aufweist, welche eine solche relative Bewegung ermöglicht.

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11. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite ringförmige Teil (56') mit einer Abstreifeinrichtung für den hin und her beweglichen Teil (14¹) versehen ist.
12. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 11, dadurch ge-Ire nnze ichnet, daß die Abstreif einrichtung aus einem ersten ringförmigen Plansch (110) besteht, der sich im allgemeinen in axialer Richtung des zweiten ringförmigen Teils (56¹) vom ersten ringförmigen Teil (54) weg erstreckt und der den hin und her beweglichen Teil (14¹) abstreifen kann.
13. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreifeinrichtung mit einem zweiten ringförmigen Flansch (112) versehen ist, der sich im allgemeinen in axialer Richtung des zweiten ringförmigen Teils (56') vom ersten ringförmigen Teil (54) weg erstreckt, daß die Flansche (110, 112) in radialer Richtung im Abstand voneinander liegen, um zwischen sich eine ringförmige Nut (114) zu begrenzen, daß der Abstand zwischen den Flanschen in axialer Richtung des zweiten ringförmigen Teils allmählich zunimmt und daß sich der erste Flansch (110) in axialer Richtung über den zweiten Flansch (112) fehinaus erstreckt.
14. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite ringförmige Teil (56¹) mit einer verlängerten, im allgemeinen zylindrischen, axialen Fläche (115) versehen ist, welche mit dem hin und her beweglichen Teil (14¹) in Gleiteingriff steht, um auch als ein Lager zu dienen.
15. Zusammengesetzte Dichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite ringförmige Teil mit einem Endabschnitt 4e*» versehen ist, der einen ringförmigen Flansch aufweist, welcher sich im allgemeinen in axialer Richtung des

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zweiten ringförmigen Teils vom ersten ringformxgen Teil weg erstreckt und welcher eine sich von der axialen Fläche weg erstreckende Fläche zum Abstreifen des hin und her beweglichen Teils aufweist.

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