DE2747332A1

DE2747332A1 - Kolben fuer pneumatische arbeitszylinder

Info

Publication number: DE2747332A1
Application number: DE19772747332
Authority: DE
Inventors: Kurt Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1977-10-21
Filing date: 1977-10-21
Publication date: 1979-04-26
Also published as: US4244280A; GB2006389B; GB2006389A; DE2747332B2; DE2747332C3

Description

Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 73oo Esslingen

Kolben für pneumatische Arbeitszylinder

Die Erfindung betrifft einen Kolben für pneumatische Arbeitszylinder mit einem JKihrungs- und Dichtungsring, der in einer ringnutartigen Ausnehmung am Kolbenumfang untergebracht ist, in der er unter der z.B. radial nach aussen gerichteten Wirkung eines elastischen Auflageringes steht.

Es sind bereits Kolben der hier in Präge stehenden Art bekannt geworden, bei denen ein flacher Führungs- und Dichtungsring, der im Querschnitt die Gestalt eines länglichen Rechtecks hat, in einer Nut am Kolbenumfang sitzt und hierbei unter der Wirkung eines O-Singes oder

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eines sogenannten Quadringes steht, der bestrebt ist, den Führungs- und Dichtungsring radial nach aussen zu drücken. Solche Ringe üben, wie sich schon aus ihrem Namen ergibt, einerseits eine Führungs funkt ion - der Kolben wird im Zylinder geführt - aus, andererseits haben sie auch eine Abdichtungsfunktion, indem sie die beiden Räume, die durch den Kolben voneinander getrennt sind, gegeneinander abdichtet. Bei diesen bekennten Anordnungen ist jedoch die Abdichtung nicht optimal, ganz abgesehen davon, daß der Führungs- und Dichtungsring ein starres Gebilde darstellt, das sich u.U. verkanten kann, so daß die Abdichtung noch weiter in Frage gestellt und auch die Führungsfunktion nicht mehr einwandfrei erfüllt wird. Bei anderen bekannten Anordnungen sind am Kolben zwei separate Ringe vorgesehen, nämlich einerseits ein Dichtungsring und andererseits ein Führungsring. Hier ist jedoch der Aufwand zu groß. Die Erfindung hat sich vorgenommen, hier Abhilfe zu schaffen und zu diesem Zweck sich die Aufgabe gestellt, eine Anordnung der hier in Frage stehenden Art zu schaffen, bei der der Führungs- und Dichtungsring immer eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet und seine Aufgabe, den Kolben zu führen, optimal erfüllt und sich vor allem auch an Unebenheiten in der Zylinderwand und Durchmesserunterschiede am Zylinderrohr anpassen kann.

Zu dem oben genannten Zweck ist gemäß der Erfindung bei der neuen Anordnung vorgesehen, daß der Führungs- und Dichtungsring mehrere in axialer Richtung aufeinander-

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folgende vorspringende, am Tnneniynfang des Zylinders anliegende Führungsringpartien besitzt, die jeweils für sich eine scheibenartige Dichtleiste bilden und zwischen denen sich jeweils vertiefte Zwischenräume oder Ausnehmungen befinden. Der Führungs- und Dichtungsring kann hierbei z.B. aus mehreren, z.B. fünf zueinander parallelen und in radialer Richtung gleich weit vorstehenden Führungsringpartien bestehen, die auch gegenüber den Halterungspartien und -scheiben am Kolben vorstehen, wobei ihre Auesenflachen in einer gemeinsamen Umhüllenden enthalten sind. Die Aussenflachen der Führungsringpartien können z.B. eben sein. Die vertieften Zwischenräume oder Ausnehmungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden vorstehenden Führungsringpartien bilden hierbei zweckmäßigerweise jeweils eine scharnier- oder gelenkartige Verbindung, sie können z.B. nach aussen offen sein und innen eine einem Kreisbogen folgende Kontur besitzen. Der neue Kolben hat infolge der Verwendung des neuen Dichtungs- und Führungsringes den Vorteil einer besseren Abdichtung, weiterhin den Vorteil, daß sich der Ring besser an Unebenheiten in der Zylinderwand und an Durchmesserunterschieden am Zylinderrohr anpassen kann, und schließlich auch noch den Vorteil, daß er wegen seiner Größe und Veite eine bessere Führungsfunktion ausführen kann. Es handelt sich bei ihm also um eine mehrfache kolbenringartige Dichtung, die zwischen den einzelnen Spaltdichtungen jeweils Zwischenräume aufweist, die zur geometrischen Verjüngung des Materialquerschnitts in solcher Weise dienen, daß eine scharnier-

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gelenkartige und damit in radialer Richtung nachgiebige Punktion der einzelnen Dichtleisten gewährleistet ist, was eine optimale Abdichtwirkung mit sich bringt. Hierbei kann z.B. vorgesehen sein, daß die Zwischenräume zwischen den Ringpartien als Schmierstoffreservoir dienen. Zweckmäßigerweise besteht der Führungs- und Dichtungsring aus einem Kunststoffmaterial mit Gleiteigenschaften, z.B. aus einem Polyacetal, vorzugsweise aus dem unter dem Namen "Hostaflon" im Handel bekannten Kunststoffmaterial, aus einer Legierung zwischen Teflon und Kohlenstoff, so daß der Mehrstufendichtring gleichzeitig infolge des Kunststoffmaterials gute Gleiteigenschaften aufweist und damit auch Führungsfunktion übernimmt.

Die Anordnung kann z.B. noch so getroffen sein, daß der elastische Auflagering aus mehreren in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Auflageringpartien besteht, die Jeweils durch dünnere Stege miteinander verbunden sind und von denen die äußeren Auflageringpartien den axialen Endbereich des Pührungs- und Dichtungsrings gegenüberliegen. Die Auflage-ringpartien reichen hierbei vorteilhafterweise in axialer Richtung von einer Seite zur anderen Seite der Nut und stützen sich einerseits am Nutengrund ab, andererseits dienen sie zur Auflagerung des Pührungs- und Dichtungsringes, wobei zweckmäßigerweise im Falle eines Führungs- und Dichtungsringes mit fünf vorspringenden Ringpartien der elastische Auflagering drei Auflageringpartien aufweist. Auf diese Weise

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wird erreicht, daß der erfindungsgemäße Führungs- und Dichtungsring des neuen Kolbens gut und zuverlässig an die Zylinderinnenwand angepreßt wird. Der Auflagering kann hierbei z.B. aus federnd-weichem Kunststoffmaterial, z.B. aus dem unter dem Namen "Perbunan" im Handel bekannten Kunststoffmaterial bestehen.

Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn der Führungs- und Dichtungsring und der Auflagering gleiche axiale Länge besitzen und sich in axialer Sichtung über einen Betrag erstrecken, der wesentlich größer als, z.B. 2-3 mal so groß wie, derjenige eines vergleichbaren Ringes bekannter Art it. Die neue Anordnung bringt den Vorteil mit sich, daß sich nunmehr der Pührungs- und Dichtungsring infolge seiner großen axialen Erstreckung nicht mehr verkanten kann, so daß er Gewähr dafür gibt, daß der Kolben gut und zuverlässig geführt ist: Somit wird neben einer guten Abdichtung auch eine sehr gute Führung des Kolbens erreicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung in einer Seitenansicht in einem axialen Schnitt gezeigt.

Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kolben mit 1 bezeichnet, die Kolbenstange mit 2, der Kolben besitzt eine Halterungspartie 3, ausserdem ist noch eine Halterungsscheibe 4, z.B. aus Stahl, vorgesehen,

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die mit der Halterungspartie 3 eine Nut oder Ausnehmung 5 umschließt, in der der Führungs- und Dichtungsring 7 gemäß der Erfindung geführt ist. Die Zylinderwand ist bei 6 dargestellt.

Der Kolben trägt einen Führungs. ·- und Dichtungsring 7» der in der ringnutartigen Ausnehmung 5 am Kolbenumfang untergebracht ist, und einen elastischen Auflagering 8, der die Aufgabe hat, den Führungs- und Dichtungsring in radialer Richtung nach aussen zu drücken.

Erfindungsgemäß besitzt der Führungs- und Dichtungsring mehrere in axialer Richtung aufeinanderfolgende vorspringende Führungsringpartien 9>1ο,11,12,13» die am Innenumfang des Zylinders anliegen und jeweils für sich eine scheibenartige Dichtleiste bilden. Bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel besitzt der Führungs- und Dichtungsring fünf solcher in axialer Richtung aufeinanderfolgender Führungsringpartien, die zueinander parallel sind und in radialer Richtung gemäß Pfeil 14 gesehen gleich weit vorstehen, sie stehen im übrigen auch gegenüber den Halterungspartien 3 und Halterungsscheiben 4 am Kolben vor, wobei ihre ebenen Aussenflächen in einer gemeinsamen Umhüllenden enthalten sind, die annähernd mit der Zylinderinnenwand zusammenfällt und zylindrische Gestalt hat. Zwischen den Ringpartien sind jeweils vertiefte Zwischenräume oder Ausnehmungen 15*16,17« 18 vorgesehen, die nach aussen (bei 18a) offen sind und

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innen eine einem Kreisbogen folgende Kontur (18b) haben und die einerseits als Schmierstoffreservoir dienen und andererseits bewirken, daß jeweils zwei aufeinanderfolgende Ringpartien 9 und 1o bzw. 1o und 11 bzw. 11 und 12 bzw. 12 und 13 jeweils durch nach Art eine« Scharniers oder Gelenkes wirkende geschwächte Stellen 2o,21,22,23 miteinander verbunden sind, so daß sich insgesamt ein flexibles Gebilde ergibt, das sich leicht irgendwelchen Unebenheiten der Zylinderwand oder irgendwelchen Durchmesserunterschieden am Zylinderrohr anpassen kann, indem Teile des Ringes sich flexibel radial nach aussen oder nach innen verschieben und verschwenken können.

Der Führungs- und Dichtungsring gemäß der Erfindung besteht aus einem Kunststoffmaterial mit GIeiteigenschaften, z.B. aus einem Folyacetal, vorzugsweise aus dem unter dem Namen "Hostafion" im Handel bekannten Kunststoffmaterial, er kann z.B. aus einer Legierung von Teflon und Kohlenstoff bestehen.

Abgesehen von allem andern bringt die neue Anordnung eine bessere Abdichtung als alle vergleichbaren Anordnungen der hier in Trage stehenden Art mit sich. Diese bessere Abdichtungswirkung geht zum Teil auch auf die Gestalt des neuen elastischen Auflageringes 8 zurück, der seinerseits aus mehreren - bei dem in der Zeichnung dargestellten Aus-

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führungsbeispiel sind es drei - in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Auflageringpartien 24,25,26 besteht, die jeweils durch dünnere Stege 27,28 - ihre Dicke kann z.B. dem halben Durchmesser der Auflageringpartien entsprechen -miteinander verbunden sind und von denen die äußeren Auflageringpartien 24 und 26 den axialen Endbereichen 7a und 7b des Führungs- und Dichtungsringes gegenüberliegen. Diese jeweils annähernde zylindrische Kontur besitzende Auflageringpartien reichen in axialer Richtung von Seite zu Seite der Nut und stützen sich einerseits am Nutengrund 8a, ab, andererseits dienen sie zur Auflagerung des Führungsund Dichtungsringes.

Der Auflagering besteht aus federnd weichem Kunststoffmaterial, z.B. aus dem unter dem Namen "Perbunan" im Handel bekannten Kunststoffmaterial, es ergibt sich hierbei eine ideale Federungswirkung für den Führungs- und Dichtungsring,

Ganz besonders zweckmäßig ist es, wenn die Anordnung so getroffen ist, daß der Führungs- und Dichtungsring und der Auflagering gleiche axiale Länge besitzen, wie aus der Zeichnung zu erkennen ist, und sich in axialer Richtung über einen Betrag erstrecken, der wesentlich größer als, z.B. 2-3 mal so groß wie derjenige vergleichbarer Ringe bekannter Art ist. Auf diese Weise wird ebenfalls einerseits die Abdichtungswirkung erhöht, andererseits wird die Führungsfunktion verbessert, weil nunmehr eine breite Auflage vorhanden ist, was im übrigen auch dazu beiträgt, daß die Beanspruchung des Ringes geringer ist.

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Claims

19-Oktober 1977 2747332 D 56o8-real Festo-Maschinenfabrik Gottlieb Stoll, 73oo Esslingen Kolben für pneumatische Arbeitszylinder Ansprüche —J

1.J Kolben für pneumatische Arbeitszylinder mit einem Führungs- und Dichtungsring, der in einer ringnutartigen Ausnehmung am Kolbenumfang untergebracht ist, in der er unter der z.B. radial nach aussen gerichteten Wirkung eines elastischen Auflageringes steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungs- und Dichtungsring mehrere

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in axialer Richtung aufeinanderfolgende, vorspringende, am Innenumfang des Zylinders anliegende Führungsringpartien besitzt, die jeweils für sich eine scheibenartige Dichtleiste bilden und zwischen denen sich jeweils vertiefte Zwischenräume oder Ausnehmungen befinden.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Pührungs- und Dichtungsring aus mehreren, z.B. fünf zueinander parallelen und in radialer Richtung gleich
weit vorstehenden Führungsringpartien besteht, die auch gegenüber den Halterungspartien und -scheiben am Kolben vorstehen, wobei ihre Aussenflachen in einer gemeinsamen Umhüllenden enthalten sind.

3· Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussenflachen der Führungsringpartien jeweils
eben sind.

4. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch
gekennzeichnet, daß durch die vertieften Zwischenräume
oder Ausnehmungen zwischen zwei aufeinanderfolgenden vorstehenden Führungsringpartien jeweils eine scharnier- oder gelenkartige Verbindung gebildet wird.

5. Kolben nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vertieften Zwischenräume zwischen zwei aufeinanderfolgenden vorstehenden Führungsringpartien nach aussen hin offen sind und innen eine einem Kreisbogen folgende
Kontur beeiden. 00 9817/03U

6. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenräume zwischen den Führungsringpartien als Schmierstoffreservoir dienen.

7· Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Pührungs- und Dichtungsring aus einem Kunststoffmaterial mit Gleiteigenschaften, z.B. aus einem Polyacetal besteht, vorzugsweise aus dem unter dem Namen "Hostafion" im Handel bekannten Kunststoffmaterial .

8. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der elastische Auflagering aus mehreren in axialer Richtung aufeinanderfolgenden Auflageringpartien besteht, die jeweils durch dünnere Stege miteinander verbunden sind und von denen die äusseren den axialen Endbereichen des Führungs- und Dichtungsringes gegenüberliegen.

9. Kolben nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageringpartien in axialer Richtung von einer Seite zur anderen Seite der Nut reichen und sich einerseits am Nutengrund abstützen und andererseits zur Auf lagerung des Pührungs- und Dichtungsringes dienen.

10. Kolben nach Anspruch 8 oder 9» dadurch gekennzeichnet, daß im Falle eines Pührungs- und Dichtungsringes mit fünf

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vorspringenden Ringpartien der elastische Auflagering drei Auflageringpartien aufweist.

11. Kolben nach einem der Ansprüche 8 bis 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflageringpartien jeweils annähernd zylindrische Kontur haben.

12. Kolben nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Stege zwischen den Auflageringpartien etwa deren halbem Durchmesser entspricht.

13. Kolben nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Auflagering aus federnd-weichem Kunststoffmaterial, z.B. aus dem unter dem Namen "Perbunan" im Handel bekannten Kunststoffmaterial besteht.

14. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 13» dadurch gekennzeichnet, daß der Führungs- und Dichtungsring und der Auflagering gleiche axiale Länge besitzen und sich in axialer Richtung über einen Betrag erstrecken, der wesentlich größer als, z.B. 2-3 mal so groß wie derjenige vergleichbarer Ringe bekannter Art ist.

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