DE2158720A1

DE2158720A1 - Kolben-zylindereinheit

Info

Publication number: DE2158720A1
Application number: DE19712158720
Authority: DE
Inventors: Paolo Dipl Ing Laicini
Original assignee: Indramat GmbH
Current assignee: Rexroth Indramat GmbH
Priority date: 1971-11-26
Filing date: 1971-11-26
Publication date: 1973-05-30
Also published as: DE2158720C2

Description

Kolben-Zylindereinheit Die Erfindung betrifft eine insbesondere servogesteuerte Kolben-Zylindereinheit mit labyrinthartiger Abdichtung der Kolbenstange. Kolben-Zylindereinheiten die in der Regelungstechnik Verwendung finden,müssen kleine Verstellzeiten und geringe Regelabweichungen aufweisen. Dies setzt kleine Reibungskräfte, sowie geringe Leckverluste der Kolbenstangendurchführung voraus. Da die zur Steuerung eingesetzten Kolben-Zylindereinheiten mit verhältnismäßig hohen Drücken beaufschlagt werden, müssen zur Kleinhaltung der Leckverluste die Kolbenstangenabdichtungen mit entsprechend hohem Anpreßdruck eingebaut werden.
Dieser auf die Kolbenstange wirkende Anpreßdruck der Dichtungen setzt naturgemäß die Reibungskräfte herauf und damit die Ansprechempfindlichkeit der Kolben-Zylindereinheit herunter.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Kolben-Zylindereinheit zu schaffen, die bei kleinen Reibungskräften gleichzeitig geringe die Funktionsfähigkeit nur unwesentlich beeinflußendeLeckverluste aufweist.
Nach der Erfindung wird dies unter Verwendung von an sich bekannten Labyrinthdichtungen erreicht, wobei die labyrinthartige Abdichtung in zwei Teilbereiche unterteilt ist und zwischen den Teilhereichen eine mit der dem jeweiligen Zylinderraum beaufscniagende Druckmittelquelle verbundene umlaufende Kammer vorgesehen ist und zwischen dem dem Kolbenstangenaustritt zugekehrten Teilbereich der labyrinthartigen Abdichtung und dem Kolbenstangenaustritt eine weitere umlaufende das Lecköl aufnehmende Kammer vorgesehen ist, die mit dem Tank in Verbindung steht.
Die unter dem Druck der Druckmittelquelle stehende Kammer verhindert, daß vom ebenfalls unter dem Druck der Druckmittelquelle stehenden Zylinderraum Druckmittel aus letzterem entweicht.
Durch die weitere mit dem Tank in Verbindung stehende Kammer entfällt eine Überdruckdichtung am Kolbenstangenaustritt. Der Kolbenstangenaustritt wird rait einer reibungsarmen Abdichtung abgedichtet.
In weiterer Ausbildung der Erfindung stehen die Nuten des dem Kolben+nngenaustritt zugekehrten Teilbereichs der labyrinthartigen Abdichtung über Ausnehmungen in den die Nuten voneinander trennenden Stegen miteinander in Verbindung, wobei die Ausnehmungen gleichmäßig am Umfang der Stege verteilt sind und von Steg zu Steg zueinander versetzt liegen. Durch diese Ausnehmungen in den einzelnen Stegen wird eine umlaufende Strömung in den einzelnen Nuten erreicht, die eine Zentrierung der Kolbenstange der Kolben-Zylindereinheit bewirkt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen Axialschnitt der Kolben-Zylindereinheit, Fig. 2 einen Axialschnitt des Dichtungselementes und Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2.
In Fig. 1 ist mit 1 der Zylinder und mit 2 die durchgehende Kolbenstange mit Kolben 3 bezeichnet. Zum Zylinderraum 4 führt eine Bohrung 5 und zum Zylinderraum 6 führt eine Bohrung 7.
Die Bohrungen 5 und 7 stehen mit einem Aufnahmeteil 8 für ein nicht veranschaulichtes Servoventil in Wirkverbindung. Nach außen sind die Zylinderräume 4 und 6 durch die labyrinthartigen Dichtungselemente 9 und lo abgedichtet. Die Dichtungselemente 9 und lo weisen zwei labyrinthartig ausgebildete Teilbereiche 11 und 12 auf, die von einer umlaufenden Kammer 13 getrennt sind.
Die umlaufende Kammer 13 steht über gleichmäßig verteilte Radialbohrungen 14 mit einer am Umfang 15 eingelassenen umlauf enden Nut 16 in Verbindung, die ihrerseits mit der nicht näher dargestellten Druckmittelquelle P in Verbindung steht. Zwischen dem Teilbereich 12 und dem Kolbenstangenaustritt 17 bzw. 18 ist eine umlaufende Leckölkammer 19 vorgesehen, die über Radialbohrungen 20 mit einer mit dem Tank T in Verbindung stehenden umlaufenden Nut 21 verbunden ist. Die Stege 12a deswTeilbereiches 12, die die umlaufenden Nuten 12b voneinander trennen, weisen drei Ausnehmungen 12c auf (Fig. 2 und 3), die gleichmäßig über dem Umfang verteilt angeordnet sind. Die Ausnehmungen 12c des mittleren Steges sind gegenüber den Ausnehmungen der beiden äußeren Stege um 120° versetzt angeordnet. Durch diese versetzte Anordnung der Ausnehmungen 12c findet in den Nuten 12b eine Umlaufströmung statt, die eine Zentrierung der Kolbenstange in diesem Bereich bewirkt. Wird über das nicht gezeigte Servoventil der Zylinderraum 4 mit der Druckmittelquelle und der Zylinderraum 6 mit dem Tank verbunden, verschiebt sich der Kolben 3 mit Kolbenstange 2 in Richtung des Dichtungselementes 9. Da in der Kammer 13 derselbe Druck herrscht wie im Zylinderraum 4, kann zwischen den beiden Räumen des Dichtungselementes wo keine nennenswerte eine Regelabweichung bewirkende Leckflüssigkeitsströmung stattfinden. Die in dieser Betriebsstellung von der unter dem Druck der Druckmittelquelle P stehenden Kammer 13 des Dichtungselementes in den Zylinderraum 6 strömende Leckflüssigkeit hat auf den Regelvorgang keinen Einfluß, da dieser Zylinderraum mit dem Tank in Verbindung steht.
Die mit dem Tank T in Verbindung stehenden Kammern 19 sind nach außen mittels Dichtungsringe 23, 24 abgedichtet. Eine nennenswerte Anpreßkraft dieser Dichtungen auf die Kolbenstange 2 ist wegen fehlenden Druckgefälles nicht erforderlich. Die Reibungskräfte dieser Dichtungen sind gering, so daß sie die Ansprechempfindlichkeit der Kolben-Zylindereinheit nicht beeinträchtigen können.
Die Dichtungselemente 9, lo sind am Zylinder mittels Schrauben 25 befestigt. Die Abdichtung zwischen den Zylinderräumen und den Dichtungselementen 9, lo erfolgt durch die Dichtungsringe 26.
Die Abdichtung zwischen der unter dem Druck der Druckmittelquelle P stehenden umlaufenden Nut 16 und der mit dem Tank T -in- Verbindung stehenden umlauf enden Nut 21 erfogt durch den Dichtungsring 27 und die Abdichtung der Nut 21 nach außen durch den Dichtungsring 28.
Die Erfindung ist nicht an das gezeigte Ausführungsbeispiel gebunden, insbesondere ist die Erfindung auch bei einer Kolben-Zylindereinheit mit einseitiger Kolbenstange in vorteilhafter Weise zu verwirklichen.

Claims

Patentansprüche

(13 Eine insbesondere servogesteuerte Kolben-Zylindereinheit mit labyrinthartiger Abdichtung der Kolbenstange, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die labyrinthartige Abdichtung (9, lo) in zwei Teilbereiche (11, 12) unterteilt ist, wobei zwischen den beiden Teilbereichen (11, 12) eine mit der dem jeweiligen Zylinderraum (4, 6) beaufschlagende Druckmittelquelle (P) in Verbindung stehende umlaufende Kammer (13) angeordnet ist, und zwischen dem Kolbenstangenaustritt (17, 18) und dem sich daran anschließenden Teilbereich (12) der labyrinthartigen Dichtung (9, lo) eine mit dem Tank (T) in Verbindung stehende umlaufende Leckölkammer (19) angeordnet ist.
2. Kolben-Zylindereinheit nach Anspruch 1, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Nuten (12b) des der Leckölkammer (19) zugeordneten Teilbereiches (12) der labyrinthartigen Dichtung (9, lo) über Ausnehmungen (12c) in den die Nuten (12b) voneinander trennenden Stegen (12a) miteinander in Verbindung stehen, wobei die Ausnehmung (12c) gleichmäßig am Umfang der Stege (12a) verteilt sind und von Steg zu Steg versetzt zueinander liegen.

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