DE2737887A1

DE2737887A1 - Seal ring for pneumatic ram piston - comprises plastics ring against adjacent harder plastics guide ring and clamped in two=part piston

Info

Publication number: DE2737887A1
Application number: DE19772737887
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl Ing Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1979-03-08
Also published as: DE2737887B2; DE2737887C3

Abstract

The piston is particularly for a pneumatic ram, having a peripheral guide and seal. The guide and seal are each formed by a plastic ring, preferably of the same shape and clamped against each other in the two-part piston (11). The plastic used for one ring can be suitable for sealing, and that for the other for guidance, and each can be of semi-hard plastic. One section of each ring can form a guide surface, on which another is formed, constituting a spring sealing lip.

Description

Kolben, insbesondere für einen PneumatikzylinderPistons, especially for a pneumatic cylinder

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kolben, insbesondere für einen Pneumatikzylinder, mit einer umfangsseitigen Führung und Abdichtung.The invention relates to a piston, in particular for one Pneumatic cylinder, with a circumferential guide and seal.

Bekannte Kolben dieser Art sind aus Metall und mit ibdichtungen versehen, die aus Gummi oder lederartigen Werkstoffen bestehen, was den Nachteil hat, daß sie eine gevisse Reibung mit sich bringen. Dabei sind beispielsweise zwei Abdichtringe vorgesehen, die in radiale Nuten der feinbearbeiteten Kolbengleitfläche eingesetzt sind; solche Arbeiten sind uiständlich und zeitraubend.Well-known pistons of this type are made of metal and provided with seals, which are made of rubber or leather-like materials, which has the disadvantage that they bring some friction with them. There are, for example, two sealing rings provided, which are used in radial grooves of the precision-machined piston sliding surface are; such work is cumbersome and time consuming.

Andere metallische Kolben wiederum besitzen an ihrer Umfangsfläche eine erste Nut für die Ringdichtung und eine zweite Nut für einen Gleitring aus Kunststoff, der die Führung innerhalb des Zylinders übernimmt.Other metallic pistons in turn have on their circumferential surface a first groove for the ring seal and a second groove for a sliding ring Plastic that takes the lead within the cylinder.

Auch hier sind in den Kolben einzuarbeitende Ringnuten erforderlich, die darüber hinaus unterschiedliche Porm besitzen müssen, was ebenfalls teuer ist.Ring grooves to be machined into the piston are also required here, which must also have different Porm, which is also expensive.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kolben der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfacher in der Herstellung und reibungsärner ist.It is an object of the present invention to provide a piston of the initially specified to create said type, which is easier to manufacture and smoother.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäße vorgesehen, daß die Führung und die Abdichtung des Kolbens im Zylinder durch Jeveils ein Ringelement aus Kunststoff erfolgt, wobei die beiden vorugsweise tor gleichen Ringelemente aneinanderliegend in zweiteiligen Kolben eingespannt sind.To solve this problem, the invention provides that the Guiding and sealing of the piston in the cylinder by Jeveils a ring element made of plastic, the two ring elements preferably being identical to one another are clamped in two-part pistons.

Der erfindungsgemäße Kolben ist einfach in seiner Herstellung, da die beiden Ringelemente in einfacher Weise geformt und mit des eigentlichen Kolben nur verspannt werden nässen. DarEber hinaus ist eine große Führungsfläche und eine federnde, reibungsarme und leichtgängige Dichtlippe geschaffen, die eine erhebliche verbesserte Führungsbiv. Ibdichtfunktion gewährleistet. Die verbesserte punktion des erfindungsgemäßen Kolbens wird dadurch unterstützt, daß das eine Ringelement im wesentlichen die Gleitfunktion und das andere Ringelement im wesentlichen die bbdichtfunlrtion ausübt, Das Einspannen der Ringelemente erleichtert ein gegebenentalls notwendiges Austauschen eines oder beider Ringelemente. Darüber hinaus ermöglicht diese Konstruktion insgesamt, daß Ringelemente verschiedener Kunststoffmaterialien unterschiedlicher Eigenschaften eingesetzt werden können, so daß der Kolben aufgrund der unterschiedlichen Materialwahl der Ringelemente an alle Anforderungen, die an inn im Betrieb gestellt werden, angepaßt werden kann. Dies bedeutet, daß durch geeignete Materialkombination in Jedem Palle die beste Gleiteigenschaft erzielt werden kann. Bevorzugt bestehen die Ringelemente jeweils aus einem halbaarten Kunststoff.The piston according to the invention is easy to manufacture because the two ring elements formed in a simple manner and with the actual piston just be tense and wet. In addition, there is a large guide surface and a resilient, low-friction and smooth-running sealing lip created which has a significant improved leadership biv. Ib sealing function guaranteed. The improved puncture of the piston according to the invention is thereby supports that one ring element essentially the sliding function and the other ring element in the essentially exercises the sealing function, making it easier to clamp the ring elements a possibly necessary exchange of one or both ring elements. About that In addition, this construction overall enables ring elements of different plastic materials different properties can be used, so that the piston due to the different choice of materials for the ring elements to meet all requirements inn can be put in operation, can be adjusted. This means that by appropriate Material combination in each Palle the best sliding properties can be achieved. The ring elements preferably each consist of a semi-hard plastic.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung besitzen die im wesentlichen formgleichen Elemente eine mittlere Partie, die mit einer Führungsfläche versehen ist, und eine angeformte Randpartie, die die federnde Dichtlippe bildet. Dabei ist die Dichtlippe über eine rit mindestens einer Einkerbung versehenen Schwachstelle mit der Fiihrungspartie federnd bzw. gelenkig verbunden. Wenn auch die beiden Ringelemente gleich ausgebildet sind, eo sind sie dennoch aus verschiedenen tunststoffiaterialien mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt, um sicherzustellen, daß das eine Ringeleient lehr an die auszuübende Führungsfunktion und das andere Element mehr an die auszuübende Abdichtfunktion angepaßt ist.In a preferred embodiment of the present invention, have the elements of essentially the same shape have a middle section with a guide surface is provided, and a molded edge portion that forms the resilient sealing lip. The sealing lip is over a weak point provided with at least one notch with the guide part resiliently or articulated. Even if the two ring elements are designed the same, eo they are nevertheless made of different plastic materials made with different properties to ensure that the one Ringeleient teaches about the leadership function to be exercised and the other element is more adapted to the sealing function to be performed.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung sind diese Ringelemente zwischen zwei Scheiben vorzugsweise aus Stahl eingespannt, wobei der Zwischenraum zwischen den Stahlscheiben durch Fett ausgefüllt ist. Ein solcher Kolben ist sehr einfach und billig in der Herstellung und bietet darüber hinaus eine ausreichende Festigkeit, da die Scheiben insich starr sind. Das Schmierfett gewährleistet eine ausreichende Eigenschmierung und kann darüber hinaus, wenn es unter Druck steht, ein ständiges Anliegen der Ringelemente an der Zylinderinnenwandung gewährleisten. Die Ringelemente können federnd aneinanderliegen; zwischen ihnen können aber auch ein oder mehrere Magnetelemente eingespannt sein, die eine lageabhängige Abstastung erlauben.In another embodiment of the present invention are these ring elements are clamped between two disks, preferably made of steel, wherein the space between the steel disks is filled with grease. Such a Piston is very simple and cheap to manufacture and also offers sufficient strength, since the panes are inherently rigid. The grease ensures adequate self-lubrication and can, moreover, if it is is under pressure, a constant contact of the ring elements on the cylinder inner wall guarantee. The ring elements can resiliently rest against one another; between them but one or more magnetic elements can also be clamped in, one position-dependent Allow scanning.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird.Further details and embodiments of the invention are as follows Refer to the description in which the invention based on that shown in the drawing Embodiment is described and explained in more detail.

Die einzige Figur zeigt einen Teilschnitt durch einen innerhalb eines Pfleumat ikzylind ers angeordneten Kolben gemäß einem Iusfuhrungsbeispiel vorliegender Erfindung.The single figure shows a partial section through one within one Pfleumat ikzylind ers arranged piston according to an Iusfuhrungsbeispiel present Invention.

Der in der Zeichnung im Schnitt nur teilweise dargestellte rotationssymmtrische Kolben 11, der innerhalb eines Zylinders 12 gemaß Doppelpfeil A hin und her bewegbar ist, besitzt zwei in einem Abstand parallel zueinander angeordnete Scheiben 13,14, die an einer axial gerichteten Kolbenstange 16 befestigt sind zwischen die aussenumfangsseitig zwei Ringelemente 17,18 eingeklemmt sind. Dabei sind Kolben 11 und Zylinder 12 Teil einer beispielsweise doppelt beaufschlagbaren Pneumatikeinheit.The rotationally symmetrical one, which is only partially shown in section in the drawing Piston 11, which is within a Cylinder 12 according to double arrow A. is movable back and forth, has two spaced parallel to each other Discs 13,14 which are attached to an axially directed piston rod 16 between the two ring elements 17, 18 are clamped on the outer circumference. There are pistons 11 and cylinder 12 are part of a pneumatic unit that can be acted upon twice, for example.

Die beiden Ringelemente 17,18 sind, was die Form anbetrifft, im wesentlichen gleich ausgebildet und bestehen jeweils aus einem zur Erfüllung ihrer jeweiligen Hauptaufgabe geeigneten Kunststoff. Jedes Ringelement 17,18 besitzt eine ringförmige Hauptpartie 21, an deren Aussenumfang eine Führungsfläche 22 vorgesehen ist, über die der Kolben 11 an der Zylinderinnenwandung 23 geführt ist.As far as the shape is concerned, the two ring elements 17, 18 are essentially designed identically and each consist of one to meet their respective Main task suitable plastic. Each ring element 17, 18 has an annular shape Main part 21, on the outer circumference of which a guide surface 22 is provided, over which the piston 11 is guided on the cylinder inner wall 23.

Während die einander zugewandten Stirnflächen 24 der Ringelemente 17, 18 eben sind, besitzt die Hauptpartie 21 dieser Stirnfläche 24 abgewandt und innenseitig einen Ringoinschnitt 26, in den die betreffende Scheibe 13,14 randseitig eingreift, und eine angeformte Seitenpartie 27.While the facing end faces 24 of the ring elements 17, 18 are flat, the main part 21 faces away from this end face 24 and on the inside a ring incision 26 into which the relevant disc 13, 14 is located at the edge engages, and an integrally formed side section 27.

Diese bildet eine ringförmige Dichtlippe 28, welche mittels eines Übergangsbereiches 31 mit beidseitigen Einkerbungen 29 an der Hauptpartie 21 gelenkig und radial nach außen federnd vorgespannt angeformt ist. Der Übergangsbereich 31 ist also derart verjüngt, daß die Dichtlippe 28 auch ausreichend federnd nachgiebig ist. Die beiden Ringelemente 17,18 bestehen aus verschiedenen Kunststoffmaterialien, wobei sich die Naterialauswahl nach den Eigenschaften des Kunststoffs hinsichtlich Fuhug und Abdichtung richten.This forms an annular sealing lip 28, which by means of a Transition area 31 with notches 29 on both sides on the main part 21 articulated and is molded on so that it is resiliently biased radially outward. The transition area 31 is thus tapered in such a way that the sealing lip 28 is also sufficiently resilient is. The two ring elements 17, 18 consist of different plastic materials, whereby the choice of material depends on the properties of the plastic Set up footings and waterproofing.

In beiden Fällen ist ein halbharter Kunststoff verwendet.A semi-hard plastic is used in both cases.

Da jedoch das Ringelement 16 als Gleitelement ausgebildet ist, ist es aus einem Kunststoff hergestellt, der ansich und im Bezug auf das für den Zylinder verwendete Material besonders gute Gleiteigenschaften besitzt. Dem gegenüber soll das Ringelement 18 im wesentlichen die Abdichtfunktion erfüllen, so daß es aus einem Kunststoff hergestellt ist, der eine gute Abdichtung ermöglicht und der auch reibungsarm ist. Die Naterialauswahl der beiden Ringelemente 17,18 richtet sich also nach deren überwiegendem Einsatz, wenn auch beide Ringelemente gleiche Form besitzen.However, since the ring element 16 is designed as a sliding element it is made of a plastic that in itself and in relation to that for the cylinder The material used has particularly good sliding properties. That is supposed to the ring element 18 essentially fulfill the sealing function, so that it consists of a Plastic is made, which enables a good seal and which also has low friction is. The choice of material for the two ring elements 17, 18 is therefore based on their predominant use, even if both ring elements have the same shape.

In der ßtirnfläche 24 der beiden Ringelemente 17,18 ist eine Ringnut 33 oder sind mehrere über den Umfang verteilt angeordnete axiale Bohrungen eingearbeitet, die Jeweils ein Pederelement 34 aufnehmen, eo daß die beiden Ringelemente 17,18 federnd nachgiebig zwischen den beiden Kolbenscheiben 13,14 eingespannt sind und eine gewisse Vorspannung erzielt ist. Die beiden Scheiben 13,14 sind am einen mit einem Gevindebolzen 37 versehenen Ende der Kolbenstange 16 mittels einer Mutter 36 befestigt, wobei sich die eine Scheibe 13 an einem Bund 38 der Kolbenstange 16 und die andere Scheibe 14 an einen Sicherungsring 39 anlegt. Der Raum zwischen den beiden Scheiben 13,14 ist mit einem Fett 41 ausgefüllt, das zur Eigenschmierung dient. In den axialen Bohrungen können auch ein oder mehrere Magnete eingesteckt sein, um eine lageabhängige Abstastung des Kolbens 11 von ausserhalb des Zylinders 12 zu erreichen.In the end face 24 of the two ring elements 17, 18 is an annular groove 33 or several axial bores distributed over the circumference are incorporated, each receiving a peder element 34, eo that the two ring elements 17,18 are resiliently clamped between the two piston disks 13, 14 and a certain bias is achieved. The two disks 13, 14 are on one with a threaded bolt 37 provided end of the piston rod 16 by means of a nut 36, with the one disk 13 being attached to a collar 38 of the piston rod 16 and the other disk 14 on a locking ring 39 applies. Of the Space between the two discs 13,14 is filled with a fat 41, which is used for Self-lubrication is used. One or more magnets can also be placed in the axial bores be inserted to a position-dependent scanning of the piston 11 from outside of the cylinder 12 to reach.

Der erfindungsgemäße Kolben 11 besitzt eine hohe Festigkeit, da die beiden Scheiben 13,14 vorzugsweise aus Stahl hergestellt sind. Der Zusammenbau des Kolbens 11 ist sehr einfach, da die beiden Ringelemente 17,18 lediglich zwischen die Scheiben gespannt werden müssen. Auch ein Austauschen der Ringelemente ist in einfacher Weise möglich. Die Ringelemente können Jeweils aus unterschiedlichen Kunststoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt sein, so daß sich die Materialwahl nach den Anforderungen richtet, die an die Ringelemente 17,18 gestellt werden. Es ist dadurch möglich, für Jede Funktion ein Ringelement mit einem geeigneten Kunststoff vorzusehen, ohne daß die andere Funktion vernachlässigt wird, da das andere Element aus dem diese andere Funktion optimal erfüllenden, entsprechenden Kunststoff hergestellt ist.The piston 11 according to the invention has a high strength because the the two disks 13, 14 are preferably made of steel. The assembly of the Piston 11 is very simple, since the two ring elements 17,18 only between the panes need to be tensioned. Replacing the ring elements is also in easily possible. The ring elements can each be made of different plastics be made with different properties, so that the choice of material based on the requirements that are placed on the ring elements 17,18. It This makes it possible to use a ring element with a suitable plastic for each function to be provided without neglecting the other function, since the other element made of the corresponding plastic that optimally fulfills this other function is.

Claims

Pistons, especially for a pneumatic cylinder 1. Piston, especially for a pneumatic cylinder, with a circumferential guide and sealing, characterized in that the guide and the sealing of the piston (11) is carried out in the cylinder (12) by a ring element (17, 18) made of plastic, wherein the two preferably identical ring elements (17,18) adjoining one is clamped in the two-part piston (11).

2. Piston according to Llspruch 1, characterized in that the one ring element (17) from one for the guide function and the other ring element (18) from one plastic is made suitable for the sealing function.

3. Piston according to claim 1 or 2, characterized in that the Ring elements (17, 18) each consist of a semi-hard plastic.

4. Piston according to one of claims 1 to 3, characterized in that that preferably both ring elements (17, 18) have a bore surface (22) Part (21) and one molded thereon and forming a resilient sealing lip (28) Own lot (27).

5. Piston according to claim 4, characterized in that the sealing lip (28) via a weak point (31) provided with at least one notch (29) is resiliently formed.

6. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that that the ring elements (17,18) between two disks (13,14) are preferably made of steel are clamped.

7. Piston according to claim 6, characterized in that the Eohlraurl between the two steel disks (13, 14) is filled with grease (41).

Piston according to one of the preceding claims, characterized in that that the ring elements (17, 18) are resiliently resilient to one another in the axial direction are held.

9. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that that between the ring elements (17,18) at least one magnetic disk or ring is held.

Io. Piston according to one of Claims 8 or 9, characterized in that that the ring elements (17,13) on their facing end faces (24) a or have several axial bores or an annular groove (33).