DE2420483A1

DE2420483A1 - Dichtung fuer bewegliche teile, insbesondere verteilungsschieber

Info

Publication number: DE2420483A1
Application number: DE19742420483
Authority: DE
Inventors: auf Nichtennung Antrag
Original assignee: SOGEMO AUTOMATISATION
Current assignee: SOGEMO AUTOMATISATION
Priority date: 1973-05-22
Filing date: 1974-04-27
Publication date: 1974-12-12
Also published as: FR2231270A5; DE2420483C2; GB1452184A

Description

PATENTANWALT DIPL-ING.

HELMUT GÖRTZ

6 Frankfurt am Main 70 k. 27 - Tel. 6170 79

26. April 1974 Gzf/Al

AUTOMATISATION-SOGEMO 0316 74 B

Dichtung für bewegliche Teile, insbesondere Verteilungsschieber·

Die Erfindung betrifft die Dichtungen zur Herstellung der Dichtigkeit zwischen zwei gegeneinander beweglichen Teilen, insbesondere für z.B· pneumatische Verteilungsschieber (wobei diese Anwendung nur beispielshalber angegeben ist)·

Es ist bekannt, hierfür Dichtungsringe aus einem plastischen oder gummiartigen Werkstoff zu benutzen, welche von dem festen Teil oder von dem beweglichen Teil getragen werden und sich an diesen beiden Teilen abstützen.

Diese Lösung ist nicht ohne Nachteile. Insbesondere bei Anwendungen auf Mechanismen, bei welchen mehr oder weniger längere Stillstandszeiten auftreten können, können infolge der zeitweiligen Unterbrechung des Schmierfilms Verklebungserscheinungen an der Barührungsstelle zwischen jeder Dichtung und dem sich diesör gegenüber verschiebenden Teil auftreten. Dies hat zur Folge, dass im Augenblick der Inbetriebnahme eine zusätzliche Betätigungskraft ausgeübt werden muss, wobei gleichseitig die Ansprechzeit verlängert wird, und dass andererseits eine

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Zerstörungswirkung an dem die Dichtung bildenden gumnisrfeigen Werkstoff auftritt. Es sind auch Doppeldichtungen vorgesehen worden, deren elastische Elemente beiderseits eines eine mittlere Bewehrung bildenden Ringes angeordnet waren, diese Dichtungen gestatten jedoch ebenfalls nicht, den Verklebungserscheinungen abzuhelfen*

Die Erfindung bezweckt, diesen Nachteilen durch eine neue Ausbildung der Dichtung abzuhelfen.

Hierfür ist erfindungsgemäss die Dichtung wenigstens auf der Seite, auf welcher sie eine Relativbewegung gegenüber dem entsprechenden Teil ausführt, an welchem sie sich abstützt, mit einem aktiven Abschnitt versehen, welcher mit diesem Teil in Berührung steht und mit einem eine Basis bildenden anderen Abschnitt oder einer Bewehrung vereinigt ist, derart, dass der aktive Abschnitt bei Beginn seines Antriebs durch den Teil (insbesondere bei der Inbetriebnahme und -wenn eine Verklebung auftritt) sich zeitweilig gegenüber dem Basisabschnitt, mit welchem er gelenkig verbunden ist, verschieben kann, was gestattet, die Berührungszone mit dem Teil zu verändern und somit die normale Schmierung wiederherzustellen, wobei der aktive Abschnitt des Elements einen praktisch kreisförmigen Querschnitt hat, dessen Mittelpunkt etwa auf dem Gelenk zwischen dem aktiven Abschnitt und dem ßasisabschnitt liegt.

Geinäss einer bevorzugten Ausbildung besteht die Dichtung aus zwei Elementen aus einem gummiartigen Werkstoff, welche beiderseits einer Bewehrung angeordnet sind, wobei eines dieser Elemente in fester Berührung mit dem einen der eine Relativbewegung gegeneinander ausführenden Teile steht, während das andere, in der obigen V/eise ausgebildete Element mit dem anderen Teil in beweglicher Berührung steht.

Bei der gegenseitigen Abdichtung von

z.B. zylindrischen Teilen, wie es z.B. bei einem Verteilungsschieber der Fall ist, wird die Bewehrung durch einen Ring gebildet, beiderseits welchem die beiden obigen Elemente angeordnet sind* Eines dieser Elemente, welches in fester Berührung mit dem entsprechenden Teil, z.B. dem Zylinder, steht, hat einen Querschnitt in Form eines Kreissegments oder dgl., während das zweite Element, welches an dem zweiten Teil oder Schieber gleiten soll, einen gleichartigen Querschnitt besitzt, aber'

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zwei V-förinige Nuten aufweist, weiche wenigstens im Augenblick der Inbetriebnahme die Drehung des aktiven Endes gegenüber der Basis des zweiten Elements um das an der Stelle des Grundes der Hüten befindliche Gelenk ermöglichen. ^N . '

Der Mittelpunkt des Kreissegments des

die Dichtigkeit herstellenden aktiven Abschnitts ist Vorzugs- ⁱ weise an der Stelle des Gelenks angeordnet.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielshalber erläutert.

Pig. Λ zeigt im Schnitt einen z.B. pneumatischen erfindungsgemässen Verteilungssehieber·

Fig. 2 und 3 zeigen im Querschnitt eine

der Dichtungen eines derartigen Verteilers in zwei Betriebsstellungen.

Pig.Λ und 5 zeigen in gleicher Darstellung eine Vorrichtung mit einem Dichtungsring üblicher Art.

. Fig. 6 und 7 sind Schaubilder, welche

die Arbeitsweise einer erfindungemässen Dichtung bzw. eines Dichtungsringes bei der Inbetriebnahme zeigen.

Fig. 8 zeigt eine als Kolben ausgebildete Vorrichtung mit erf indungemässen Dichtungen.

In Fig. 1 ist zur Festlegung der Begriffe angenommen, dass es sich um die Herstellung der Abdichtung zwischen einem - Verteilerzylinder und seinem Schieber handelt.

. Anstatt sich mit der häufigsten Lösung

zu begnügen, welche darin besteht, ζ·Β. von dem festen Teil, hier dem Zylinder, getragene Dichtungsringe zu benutzen, werden erfindungsgomäss Dichtungen benutzt, deren jede so ausgebildet ist, dass auf der mit dem eine Relativbewegung ausführenden Teil, z.B. dem Schieber, in Berührung stehenden Seite ein mit dem Schieber in Berührung stehender aktiver Abschnitt bei der Inbetriebnahme, insbesondere nach einem Verkleben, zeitweilig nie den Schieber mitgenommen v/erden kann, wobei er an einem festen Basisabschnitt der Dichtung schwenkbar ist.

Bei der dargestellten Ausführungsform enthält jede Dichtung folgende Teile:

- eine zentrale, insbesondere metallische Bewehrung Λ in Tyovm, eines ringes:

- ein ersten C-uMinielenent 2,'welches

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an der Bewehrung ζ.B, auf der Außenseite derselben haftet und z.B. halbkreisförmig oder dgl. ausgebildet ist, wobei seine Basis an der Bewehrung haftet, während sich der gebogene Ab- . schnitt an der Wand des Verteilers abstützt;

- und ein zweites Element, welches ebenfalls an der Bewehrung haftet, und zwar im vorliegenden Fall auf der Innenseite derselben, wobei dieses zweite Element einerseits eine an der Bewehrung haftende Basis 3 und andererseits eine Leiste 4 mit einem gebogenen konvexen Querschnitt aufweist, welche mit der Basis durch einen ein Gelenk bildenden verhältnismässig dünnen Abschnitt 5 verbunden ist.

Dieses Gelenk 5 wird z.B. durch das

Vorhandensein von zwei seitlichen Ausnehmungen 6 mit V-förmigem Querschnitt hergestellt, wobei der Winkel A dieses V insbesondere grössenordnungsmässig 20 bis 30° oder mehr beträgt.

Die Leiste 4, welche hinsichtlich der

Abdichtung als aktives Element dient, hat im Querschnitt die Form eines Kreissegments, dessen Mittelpunkt vorzugweise an der Stelle dieses Gelenks liegt.

Der Einbau derartiger Dichtungen in den

Zylinder 7 des Verteilers erfolgt auf beliebige geeignete Weise. Die verschiedenen Dichtungen werden in ihrer Stellung mit Hilfe von formgepressten Ringen 8 und Zwischenstücken 9 gehalten, wie dies in Fig. 1 für die betrachtete Anwendung dargestellt ist· Der Stapel der verschiedenen Dichtungen wird durch den Festzug von Endflanschen 10, 11 gehalten.

Es ist wohlverstanden, dass der in Fig.

1 dargestellte Verteiler nur als Beispiel angegeben wurde, und dass seine verschiedenen Bestandteile beliebig ausgeführt sein können. Der Schieber ist bei 12 in zwei verschiedenen Stellungen dargestellt, von denen die eine vollausgezogen und die andere gestrichelt angegeben ist. Ferner ist durch Pfeile der Umlauf der Luft (oder eines anderen »Strömungsmittels) für die beiden Stellungen des Schiebers angegeben.

Es ist zu bemerken, dass die(z.B. aus

Messing bestehende) metallische Bewehrung 1 jede Gefahr einer Verquetschung oder einer Änderung der Abmessungen der Gummileisten 2 und 3, 4 verhindert, welche durch die seitlichen und axialen. Pressungen hervorgerufen werden könnten, weiche von den

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Bearbeitungstoleranzen abhängen.

^;- Es ist also keine Verformung der Profile zu befürchten, woraus sich ein konstanter Betä'tigungsdruck ergibt.

Eine derartige Anordnung arbeitet folgendermassen.

Dank der Möglichkeit der Drehung des aktiven Abschnitts 4 um das Gelenk 5 wird jede Beanspruchung oder Verzögerung bei der Inbetriebnahme nach einem längeren Stillstand vermieden, welcher eine Unterbrechung des Ölfilms hervor- ■ gerufen haben könnte.

Wenn nämlich angenommen wird, dass bei

der Inbetriebnahme die Berührungslinie zwischen dem aktiven Abschnitt 4 und der Antriebsfläche 13 des Kolbens 12 (Fig. 2) bei a liegt, verschiebt sich diese Linie z.B. nach a*, da die Mitnahme durch den Kolben 12 die Drehung des aktiven Elements 4 um das Gelenk 5 bewirkt, wie dies aus Pig. 3 hervorgeht, d»lu eine Rollbewegung.

Während dieser Relativbewegung, welche

ohne erhebliche zusätzliche Kraft erzeugt werden kann, wird das in der strömenden Luft vorhandene öl allmählich infolge der Drehung zwischen die Dichtung und die Oberfläche 13 des Schie ber· 12 an der Stelle B der yig· 3 gebracht. Der Schmierfilm wird daher automatisch vor dem Auftreten einer Gleitbewegung wiederhergestellt·

Bei Aufstellung des Diagramms des Antrieb sdrucks in Funktion der Zeit, v/ie in Fig. 6 dargestellt, . stellt man fest, dass der Antriebsdruck normal von O bis zu einem Höchstdruck zunimmt, welcher anschliessend bestehen bleibt... Es tritt daher weder ein Überdruck, noch, eine Vergrösserung der Ansprechzeit durch das zeitweilige Verkleben zwischen dem Gummi des aktiven Abschnitts 4 und der Oberfläche 13 auf.

Die Verhältnisse liegen ganz anderes in

einem üblichen System mit Dichtungsringen, wie zur Erläuterung in Fig. 4 und 5 dargestellt.

Aus diesen Figuren geht hervor, dass sich

bei einer Verklebung der Dichtungsring 14 zunächst verformt, wobei die Verklebung zwischen der Dichtung und der Antriebsfläche :'13 aufrechterhalten bleibt, wie in Fig. 5 dargestellt.

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Zur Erzielung- der Ablösung muss eine zusätzliche Kraft aufgewandt werden, was durch .eine Kurve der in Fig.? dargestellten Art ausgedrückt wird. Aus dieser Kurve geht hervor, dass die Ablösung einem Höchstdruck 15 entspricht, welcher später bis auf den dynamischen Antriebsdruck abnimmt. Dieser singuläre Punkt 15 entspricht somit einerseits einem zeitweiligen überdruck, d.h. einer Erhöhung der zur Verschiebung des Schiebers oder Kolbens erforderlichen Kraft, und andererseits einer Vergrösserung der Ansprechzeit ti

Diese beiden Nachteile v/erden durch die Erfindung unterdrückt, da man erfindungsgemäss die automatische Wiederherstellung des Schmierfilms nicht durch eine Gleitbewegung, sondern durch .eine Dreh- oder Rollbewegung des aktiven Abschnitts 4 der Dichtung erhält.

Ferner ist zu bemerken, dass der Antrieb des

aktiven Abschnitts 4 durch den Schieber je nach dem Betätigungssinn in beiden Richtungen die etwaige Abnutzung der Dichtung begrenzt. Anders ausgedrückt, die zentrale Zone der Dichtung wird wenig oder garnicht abgenutzt, so dass die. Dichtigkeit ausgezeichnet und bleibend ist, wenn der Verteiler unter Druck bleibt und der Schieber nicht betätigt wird.

Die obigen _f für die besondere Anwendung auf

einen Verteilungsschieber angegebenen Vorteile treten auch bei anderen Anwendungen auf.

Ferner ist zu bemerken, dass bei der allgemeinen Anwendung auf Kolben oder Schieber auch die Ausführungsabwandlung der Fig. 8 benutzt werden kann, bei welcher die Dichtungen anstatt von dem Zylinder von dem Schieber getragen werden.

Die erfindungsgemässe Ausführung besitzt gegenüber den bekannten Ausführungen zahlreiche Vorteile, insbesondere folgende:

- Fortfall der Gleitbewegung während der Wiederherstellung des Schmierfilms durch das Vorhandensein der während derselben ermöglichten Drehbewegung;

- hierdurch bewirkte Verringerung der zv.r Aufhebung der Verklebung erforderlichen Kraft;

- ebenfalls hierdurch bewirkte Verbesserung der Ansprechzeit; *

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- und Verringerung der Abnutzung der Dichtung.

Für die Dichtung wird vorzugsweise Nitrilgummi mit einer Shore-Härte von z.B. 70 benutzt, wobei jedoch auch * andere Werkstoffe verwendet v/erden können.

Die üirfindung kann natürlich abgewandelt werden. So können insbesondere die Dichtungen anstatt an Zylinderflächen an ebenen Flächen oder anders geformten Flächen angebracht werden.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

,1 - Dichtung für bewegliche Teile, insbesondere für eine hin- und hergehende Bewegung ausführende Teile, wie insbesondere Teile von "Verteilungsschiebern, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf der Seite, auf welcher sie eine Relativbewegung gegenüber dem entsprechenden Teil ausführt, an welchem sie sich abstützt, einen aktiven Abschnitt (4) aufweist, welcher mit diesem Teil in Berührung steht und mit einem anderen, als Basis dienenden Abschnitt oder Bewehrung (1) vereinigt ist, derart, dass der aktive Abschnitt sich bei seinem Antrieb durch den Teil (insbesondere bei der Inbetriebnahme oder bei Auftreten einer Verklebung) zeitweilig gegenüber dem Basisabschnitt verschieben kann, an welchen er angelenkt ist, was die-Veränderung der Berührungszone mit dem Teil und somit die Wiederherstellung der normalen Schmierung ermöglicht, wobei der aktive Abschnitt des Elements praktisch einen Kreisquerschnitt hat, dessen Mittelpunkt angenähert auf dem Gelenk (5) zwischen dem aktiven Abschnitt und dem Basisabschnitt liegt.

2 - Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei Elementen (2, 4) aus einem gummiartigen Werkstoff besteht, welche beiderseits einer Bewehrung (1) angeordnet sind, wobei das eine (2) dieser Elemente z.B. in fester Berührung mit einem der eine gegenseitige Bewegung ausführenden Teile steht, während das andere (4) in beweglicher Berührung mit dem anderen Teil steht.

5 - Dichtung nach Anspruch 1 und 2 für zylindrische, insbesondere eine hin- und hergehende Bewegung ausführende Teile, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewehrung durch einen zylindrischen Ring (1) gebildet wird, an dessen beiden Seiten die beiden Elemente aus einem gummiartig'en Werkstoff haften.

4 - Dichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit dem entsprechenden Teil in fester Berührung stehende Element (2) die Form einer z.B. halbzylindrischen oder halbringförmigen Leiste hat, während das andere Element (5, 4) seitliche Nuten oder dgl. aufweist, welche es in einen aktiven Berührungsabschnitt (4) und einen Basisabschnitt (3) unterteilen, welche aneinander angelenkt sind.

5 - Dichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, da-

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durch gekennzeichnet, dass der aktive Abschnitt (4-) von dem \ Basisabschnitt (3) durch zwei einander, entgegengesetzte STuten (6) mit V-fÖrmigem Querschnitt getrennt ist, wobei das Gelenk ·" an der Stelle der Spitzen der beiden V liegt.

6 - Vorrichtung mit eine Relativbewegung

gegeneinander ausführenden Teilen,- insbesondere Verteilungsschieber, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet sind und von dem festen Teil der Vorrichtung getragen werden.

7 - Vorrichtung mit eine Relativbewegung

gegeneinander ausführenden Teilen, insbesondere Verteilungsschieber, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet sind und von dem beweglichen Teil, insbesondere dem Schieber, der Vorrichtung getragen werden.

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