DE2155273A1 - Abdichtung fuer den kolben und die pleuelstangenfuehrung in hydraulischen oder pneumatischen arbeitszylindern - Google Patents

Description

• Abdichtung für den Kolben und die Pleuelstangenführung in hydraulischen oder pneumatischen Arbeitszylindern.
• In pneumatischen und hydraulischen Arbeitszylindern werden im allgemeinen für die Abdichtung zwischen dem Kolben und der Zylinderwandung und zwischen der Kolbenstangenführung und der Kolbenstange Di chtungsmanschetten verwendet, die beispielsweise durch Wurmfedern, Spiralfedern oder durch ihre Figenspannung ein Durchsickern des unter Druck stehenden Arbeitsmediums verhindern.
• Dabei ist es schwierig, den Vorspannungsdruck der Dichtmanschotte gleichmäßig auf den Umfang der Dichtfläche zu vcrteilen. Ungleichmäßige Abnutzung der Dichtelemente und damit kurze Lebensdauer der Dichtung ist die Folge.
• Die Erfindung beseitigt diese Nachteile, indem sie die Nicht elemente so ausbildet, daß sie durch den Druck einer geschlossenen Gaskammer auf ihrer ganzen Dichtfläche unter einer gleichmäßigen Vorspannung stehen. Dabei kann diese Vorspannung den jeweils vorherrschenden Arbeitsbedingungen angepaßt und auf sie abgestimmt werden. Die Dichtelemente werden durch den in der Gaskammer herrschenden Druck gerade so fest gegen die Zylinderwandung gehalten, daß > Arbeitsrnedium nicht mehr seitlich an der Dichtung vorbeisickern kann. Es ist auch bekannt, daß bei der Abdichtung von bewegten Kolben und Kolbenstangen, die in irgend einer Weise vorgespannt sind, das Problem der Ilaftreibung auftritt. Um diese Haftreibung, die besonders bei hohen Drücken auftritt, in vertretbaren Grenzen zu halten, ist man bestrebt, die Anlgefläche der Dichtung an der Zylinderwandung und an der Kolbenstange möglichst klein zu haltcn.
• Wird z. 13. ein Spannzylinder sehr lange unter Druck gehalten, d. h. wenn Kolben und Kolbenstange nicht bewegt werden, so verdrängt die Dichtung, die ja unter Vorspannung steht, das Schmiermittel und klebt an der Zylinderwandung oder auf der Kolbenstange fest. Bei einer Bewegung nach langem Stillstand werden dann einzelne Partikel, die an der Zylinderwandung oder auf der Kolbenstange festgeliaftet sind, aus der Dichtung herausgerissen und es entsteht eine kleine Leckstelle, die die bekannten Di chtungskonstruit ionen nicht mchr ausgleichen.
• Nach der Erfindung wird die Dichtung durch den auf sie wirkenden Gasdruck, der einem bestimmten Arbeitsdruck entspricht, so nachgeschoben, daß das Dichtungsmaterial wieder an die Zylinderwandung oder an die Kolbenstange angepreßt wird. Die Dichtung wird bei Materialverlust an der Dichtstelle immer wieder nachgeschoben, bis das Material aufgebracht ist. Die Erfindung ist an pneumatischen wie auch an hydraulischen Arbeitszylindern, beispielsweise Stoßdämpfern in Kraft fahrzeugen oder pneumatischen Spann- oder Antriebszylindern im Maschinen- und Vorrichtungsbau verwendbar.
• Weitere Vorteile, wie z. B. leichter Einbau und Auswechselbarkeit gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in der anhand der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele im einzelnen beschrieben und dargestellt sind.
• In der Zeichnung ist: Fig. 1 ein Schnitt durch einen Arbeitszylinder mit einer Kolbendichtung und einer Dichtung für die I;ol benst angcnf üIirung nach der Erfindung, Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Kolbendichtung und der Dichtung für die Kolbenstangenführung in einem Arbeitszylinder, Fig. 3 ein Sciinitt durch die Dichtmanschette der Kolbenabdichtung nach Fig. 1, Fig. 4 ein Schnitt durch eine Dichtmanschette in der Kolbenstangenführung nach Fig;. 2 und Fig. 5 ein Schnitt durch eine Dichtmanschette in der Kolbenstangenführung nach Fig. 1.
• In einem Arbeitszylinder 20 mit Ein- und Auslaßkanalen 8 gebt eine Kolbenstange 7 hin und her. An ihrem einen Ende trägt die Kolbenstange 7 auf einem verjüngten Absatz 33 einen IvolDen, der aus Kolbenteilen 3 und 5 zusammengesetzt ist, und der den Arbeitszylinder in die Arbeitsräume 28 und 29 unterteilt.
• Der Arbeitsraum 29 ist durch einen festen Boden 38 und der Arbeitsraum 28 durch eine zweiteilige IColbenstangenführung 13, 19 begrenzt.
• Der aus den Teilen 3 und 5 zusammengesetzte Kolben wird auf dem verjüngten Absatz 33 der Kolbenstange 7 durch eine Mutter 34 mit Unterlegscheibe gehalten. Die beiden Kolbenteile 3 und 5 bilden an ihrer Trennfläche eine gegen die Zylinderwandung 20 offene Nut 36 und eine kleinere, gegen den verjüngten Teil 33 der Kolbenstange offene Nut 37.
• In de Nut 36 ist erfindungsgemäß eine Dichtmanschette 26 (Fig. 1 und Fig. 3) eingelcgt, deren Außenseite an der Wandung des Arbeitszylinders 20 anliegt und deren Innenseite Lippen 35 aufweist. In die kleinere, gegen den verjüngten Teil 33 der Kolbenstange hin offene Nut 37 ist ein Dichtring 6 eingelegt und um die Trennfuge der beiden Kolbenteile 3 und 5 ist ein schmaler Ring 21 aus Gummi od. dgl. gelegt. In dem Ende der Kolbenstange 7 ist ein Kanal 25, 25a vorgesehen, der an der Ilmcnseite des elastischen Ringes 21 mündet.
• Zwischen der Dichtmanschette 26 mit dem elastischen Ring 21 bleibt ein Ringraum 24, der durch den Kanal 25, 25a mit einem inerten Gas gefüllt wird, wobei der elastische Ring 21 als Rückschlagventil wirkt. Der Druck in dem Raum 24 soll immer so weit über dem Druck in den Arbeitsräumen 28 und 29 liegen, daß die Dichtlippen 35 mit genugendem Druck an die Wandungen der Nut 36 gedrückt werden und die Dichtmanschette 26 sich mit ihrer Außenscite an der Wandung des Arbeitszylinders 20 dichtend anlegt.
• In Fig. 2 ist eine andere Aus£ührungsform der Kolbendichtung dargestellt. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie in der Fig. 1.
• Dic Kolbendichtung besteht in dieser Ausführungsform aus zusätzlichen Teilen. Um den äußeren Umfang der Dichtmanschette 23 ist ein Dichtring 22 gelegt, dessen höhe geringer ist als die höhe der Dichtmanschette. Zwei Stützringe 4, die zweckmäßigerweise aus einem Kunststoff der einen geringen Reibungskoeffizienten (Tcflon, Polyamid od. dlg.) hat, liegen mit geringer Vorspannung an der Wandung des Arbeitszylinders zu beiden Seiten des Dichtringes 22 und füllen mit ihm zusammen die Nut 36 vollständig aus. Die Anordnung der Stützringe 4 ist so getroffen, daß zwischen ihnen und der Zylinderwandung praktisch kein Spiel vorhanden ist,,ln den sich der Dichtring 22 hineinquetschen kann und dadurch zerstört werden könnte. Die Stützringe 4 sollen möglichst die gleichen Verschleißeigenscllaften haben wie der Dichtring 22.
• Wie erwäirnt, wird der in dem Raum 24 wirkendc Gasdruck die Dichtlippep 35 fest gegen die Wandungen der Nut 36 anlegen.
• Gleichzeitig wird jedoch bei einer Abnutzung der Außenseite der Dichtmanschette 26 diese oder der um sie herum gelegte Dichtring 22 durch den Gasdruck im Raume 24 nach außen geschoben, so daß Dichtmanschette oder Dichtring immer dichtend an der Wandung des Zylinders 20 anliegen.
• In ähnlicher Weise ist die Kolbenstange 7 in der Kolbenstangenführung abgedichtet.
• In Fig. 2 durchdringt die Kolbenstange 7 die den Arbeitsraum 28 abschließende zweiteilige Kolbenstangenführung 13, 19.
• Der Kolbenstangenführungsteil 19 stützt sich auf einen Absatz in der Wandung des Arbeitszylinders 20 ab und wird dort durch den durch einen Sicherungsring 12 gehaltenen Kolbenführungsteil 13 gehalten. Der Kolbenstangenführungsteil 13 hat zwei planparallele Flächen zur Anlage an dem Sicherungsring 12 und an einem ihm zugewandten Kragen 40 des Kolbenstangenführungsteiles 19.
• Auf diese Weise bilden die beiden Kolbenstangenführungsteile 13, 19 zwischen sich einen Ringraum 42. Sowohl der Kolbenstangenführungsteil 13 wie auch der Kolbenführungsteil 19 weiscn ari ihrem Umfang eine PIut 4t' auf, die Dichtungsringe 9 und 11 zur Abdiclltullg gegen die Wand des Arbeitszylinders aufnehmen. In dem von den beiden Kolbenführungsteilen 13, 19 gebildeten Ringraum 42 ist eine Dichtmanschette 12(Fig. 4) eingelegt. Diese Dichtmanschette 12 ist an ihrem außcren Umfang mit Dichtlippen 31 versehen. Ahnlich wie bei der Kolben-Dichtung nach Fig. 2 sind hier im Innern der i)ichtmanschettc und iii Anlnge an die Kolbenstange 7 ein schmaler Dichtring 18 eingelegt, der nn seinen beiden Seiten von je einem Stützring 14 aus Kunststoff (Teflon, Polyamid od. dgl.) flankiert ist.
• Der zwischen den Kolbenstangenführungsteilen 13, 19 gebildete Ringraum 42 ist über den in der Zylinderwandung vorgeseiienen hallal 16 und ein Rückschlagventil 10 mit einem Druckgas gefüllt. Um die Reibung zwischen der Kolbenstange 7 und der Dichtung weiter herabzusetzen, kann auch eine Dichtmanschette 27 geringerer Höhe verwendet werden, wie sie in Fig. 5 veranschaulicht ist.
• In dieser Wcise ist die in Fig. 1 veranschaulichte Abdichtung der Kolbenstange in der Kolbenstangenführung 13a, 19a ausgeführt. Die Dichtmanschette 27 hat an ihrem äußeren Umfang Dichtlippcn 30, die sich unter dem in dem Rauni 42 über die Bohrung 16 mit Rückschlagventil 10 eingeführten Gasdruck fest gegen die Trennflächen der Kolbenführungsteile 13a, 19a anlcbt. Zu beiden Seiten der Dichtmanschette 27 sind zwei Stützringe 14 cingelegt, deren Funktion derjenigen der Stützringe 4 in der Kolbendichtung entspricht.
• Patentansprüche

Claims (9)

1. Patentansprüche 1.) Abdichtung für den hin- und hergehenden Kolben in hydraulischen und pneumatischen Arbeitszylindern, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus zwei Teilen (3, 5) in der Wcise zusammengesetzt ist, daß in der Trennfläche der Kolbenteile (3, 5) eine Ringnut (36) gebildet wird, in die eine Dichtmanschette (23, 26) eingelegt ist, die unter der Wirkung cines Ringin dem/ raum (24) der Ringnut eingebrachten Druckgases fest gegen die Zylinderwand gedrückt wird.
2. 2. Abdichtung für den hin- und llergellenden Kolben in hydraulischen und pneumatischen Arbeitszylindern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmanschette (23, 26) an immer Innenseite Dichtlippen (35) aufweist, die sich unter der Wirkung des in den Ringraum (24) eingebrachten Druckgases fest gegen die 'l'rennflüc-hen der Kolben teile legen körnjen.
3. 3. Abdichtung für den hin- und hergehenden Kolben in hydraulischen und pneumatischen Arbeitszylindern nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß um den äußeren Umfang der Dichtmanschette (23) ein Diclltring (22) und zu beiden Seiten des Dichtringes (22) je ein Stützring (4) in die Ringnut eingelegt ist, die zusammen mit dem Dichtring (22) die ganze Breite der Ringnut (36) ausfüllen (Fig. 2).
4. 4. Abdichtung für den hin- und hergehenden Kolben in hydraulischen und pneumatischen Arbeitszylindern nach Anspruch i bis 3, dadurch gekonnzeiciinet, daß die Stützringe (4) aus einem Kunststoff geringen Reibungskoeffizienten hergestellt sind und fast spielfrei an der Zylinderwandung gleiten.
5. 5. Abdichtung für die olbenstangenführung einer hin- und hergehenden Kolbenstange in hydraulischen und pneumatischen Arbeitszylindern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenatangenführung aus zwei Teilen (13, 19, 13a, 19a) in der Weise zusammengesetzt ist, daß in der Trennfläche ein Ringraum (42) gebildet wird, in den eine Dichtmanschette (12, 27) eingelegt ist, die unter der Wirkung eines in den Ringraum (42) eingebrachten Druckgases steht.
6. 6. Abdichtung für die Kolbenstangenführung einer hin- und hergehenden Kolbenstange in hydraulischen und pneumatischen Arbeitszylindern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmanschette (12, 27) an ihrem äußeren Umfang Dichtlippen (30, 31) aufweist, die sich unter der Wirkung des in den Ringraum (42) eingebrachten Druckgases fest gegen die Trennflächen der Kolbenstangenführung legen.
7. 7. Abdichtung für die Kolbenstangenführung einer hin- und hergehenden Kolbenstange in hydraulischen und pneumatischen Arbeitszylindern nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmanschette (27) nur geringe Höhe hat und an ihren beiden Außenseiten Stützringe (14) angeordnet sind, die die Kolbenstange fast spielfrei umfassen.
8. 8. Abdichtung für die Kolbenstangenführung einer hin- und hergehenden Kolbenstange in hydraulischen und pneumatischen Arbeitszylindern nach Anspruch 5 t 7, dadurch gekennzeichnet, dai5 in die Dichtmanschette (12) ein Dichtring (18) eingelegt ist, der durch den auf die Dichtmanschette wirkenden Druck des in den Ringraum ( eingebrachten Druckgases fest gegen die Kolbenstange gedrückt wird.
9. 9. Abdichtung für die Kolbenstangenführung einer hin- und hergehenden Kolbenstange in hydraulischen und pncumatischen Arbeitszylindern nach den Anspriicllen 5 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß zu l)eielen Seiten des Dichtringes (27) Stützringe (14) in die Dichtmanschette (12) eingelegt sind, die zusammen mit dem Dichtring (18) den Ringraum (42) zwischen der Dichtmanschette (12) und der Kolbenstange (7) ausfüllen (Fig. 2).