DE2833533A1

DE2833533A1 - Dichtungsvorrichtung fuer druckfluidumzylinder

Info

Publication number: DE2833533A1
Application number: DE19782833533
Authority: DE
Inventors: Bo Granbom
Original assignee: Individual
Current assignee: Hygrama AG
Priority date: 1977-08-04
Filing date: 1978-07-31
Publication date: 1979-02-15
Also published as: GB2002088B; FR2399565A1; IT1160568B; CH632074A5; JPS5428978A; JPS615006B2; NL7808220A; CA1098143A; US4164893A; GB2002088A; NL185948C; NL185948B; SE433772B; IT7868824A0; FR2399565B1; DE2833533C2; SE7807609L

Description

Bo Granbom, Frejgatan 9, Stockholm/Schweden

■und
Gunnar Lundqvist, Spinnaregatan 7, Stockholm/Schweden

Dichtungsvorrichtung für Druckfluidumzylinder

Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Lösung des Problemes der Dichtung von Druekfluidumzylindern und betrifft, näher bestimmt, eine Dichtungsvorrichtung an Druekfluidumzylindern des Typs, der aus einem Zylinder mit einem Längsschlitz besteht, durch den ein an einem im Zylinder beweglichen Kolben angeordneter Mitnehmer sich erstreckt, und der mit Hilfe eines Bandes verschlossen, und der Kolben an jedem Ende mit einer Dichtungsmanschette versehen ist.

Ein solcher Druckfluidumzylinder ist durch die US-PS 3 820 446 bekannt. Bei diesem Typ von Druckfluidumzylinder liegt das Problem in der Schwierigkeit, eine genügende oder vollständige Dichtheit zwischen Zylinder und Band sowie zwischen Kolben und Zylinder im Bereich des Bandes zu erhalten.

Bei Anwendung eines flachen Bandes zusammen mit einer reinen Zylinderoberfläche entsteht relativ rasch eine Ermüdung des Bandes, die in Undichtheit resultiert. Wird dagegen dem Band eine der Zylinderoberfläche entsprechende Querschnittform gegeben, wird das Band aufgrund des Betriebsdruckes im Zylinder in gewissem Ausmaß in den Schlitz hineingedrflckt. Die Innenkanten des Schlitzes wirken dabei wie "Scharniere", wodurch in dem zwischen der Zylinderoberfläche und den Bandkanten ge-

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bildeten Spalt und der Manschette des Kolbens Leckage eintritt.

Trotz der relativen Dünne des bekannten Bandes bestehen beträchtliche Probleme mit bisher bekannten Manschetten, genügende Dichtung zwischen der Manschette und dem Übergang Bandkante-Zylinderoberfläche zu erhalten, selbst wenn das Band, um sein Hineindrücken in den Schlitz zu verhüten, flach ausgebildet wird.

Diese und andere sehr ernste Probleme bei herkömmlichen Druckfluidumzylindern des eingangs genannten Typs konnten durch die vorliegende Erfindung, wie sie in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche definiert ist, zufriedenstellend gelöst werden.

Die Erfindung wird in Form eines Beispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, in der

Fig. 1 einen Druckfluidumzylinder nach der Erfindung schematisch zeigt,

Fig. 2 ein Schnitt durch den Zylinder gem. Fig. 1 längs der Linie Il-II ist,

Fig. 3 ein vergrößerter Teilquerschnitt durch Zylinder und Band ist, und

Fig. 4 ein vergrößerter Teilschnitt durch die Dichtungsmanschette gem. der Erfindung ist.

Der Druckfluidumzylinder besteht auf bekannte Weise aus einem Zylinder 1, der längs seiner ganzen Länge mit einem Schlitz 2 versehen ist. Der Kolben 3 ist an jedem Ende mit Dichtungsmanschetten 4 sowie mit einem Mitnehmer 5 versehen, der sich durch den Schlitz 2 erstreckt und für Anschluß an das vom Zylinder bediente oder den Zylinder bedienende Gerät eingerichtet ist. Der Schlitz 2 im Zylinder ist auf bekannte Weise durch ein Band 6 abgedichtet, das so durch den Kolben 4 hindurchläuft, daß Befestigung des Mitnehmers 5 am Kolben 3 möglich ist. Das Band 6 wird mittels Magneten 9 gegen die Zylinderwand gehalten. Der Zylinder 1 ist an den Enden an Zu- und Auslaufleitungen 7 für Druckfluidum angeschlossen.

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Die vorstehende Beschreibung gilt dem allgemeinen Aufbau des Druckfluidumzylinders.

Die eigentliche Erfindung wird im einzelnen aus nachstehender Beschreibung deutlich. Das Band 6 ist völlig eben, seine Kanten sind jedoch, wie bei 10 angedeutet, auf der Innenseite abgefast, so daß die Kanten 11 des Bandes 6 eine Höhe von vorzugsweise 0,05 bis 0,02 mm, jedoch nicht über 0,1 mm haben.

Der Zylinder 1 hat, wie aus Fig. 3 hervorgeht, den Radius R.. Beidseitig des Schlitzes 2 ist der Zylinder 1 jedoch längs einer Strecke, die, im Querschnitt gesehen, zusammen mit der Schlitzbreite mindestens der Breite 6 des Bandes entspricht, mit einer Oberfläche ausgebildet, deren Krümmungsradius R„ größer ist als der Radius R₁ des Zylinders. Bei einem Zylinderradius von beispielsweise R. = 20 mm beträgt der Radius R„ vorzugsweise 230 mm, d.h. er ist in diesem Fall ungefähr zehnmal größer.

Das Band 6 wird, wie bereits erwähnt, durch die Magnete 9 gegen die Zylinderwand gehalten. Wenn im Zylinderraum auf der einen Seite des Kolbens 3 der Betriebsdruck entsteht, wird das Band vom Druck dichtend gegen die Zylinderinnenseite gepreßt und verhindert dadurch das Hinausdringen des Druckfluidums durch den Spalt 2. Das Band 6 wird, wie die gestrichelten Linien in Fig. 3 andeuten, gegen den Spalt 2 und zur Anlage gegen die Zylinderoberfläche mit dem größeren Radius R„ gebogen. Aufgrund der dabei auftretenden Vorspannung des Bandes 6 verbleiben dessen Kanten in Anlage gegen die Zylinderoberfläche, trotz vollem Betriebsdruck, und das Band 6 wird, dank seiner Ausbildung und dem größeren Radius R₂, auch keiner nennenswerten Ermüdung ausgesetzt.

Für Arbeiten des Druckfluidumzylinders unter voll zufriedenstellenden Dichtungsverhältnissen genügt es jedoch nicht, daß das Band den Schlitz abdichtet, vielmehr muß auch der Kolben gegen die Zylinderinnenseite und gegen das Band 6 dichten.

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Zu diesem Zweck ist der Kolben 3 an jedem Ende mit einer Dichtungsmanschette 4 versehen, die, wie Fig. 4 zeigt, im Längsschnitt im wesentlichen die Form eines liegenden Y hat. Der innere Schenkel oder die Lippe 12 liegt dichtend gegen den Kolben, und der äußere Schenkel oder die Lippe 13 gegen die Zylinderinnenseite an. Durch Ausbildung der Lippe 13, so daß sie stark gegen die Innenseite des Zylinders expandiert, und durch Herstellung der Manschette aus weichem, 60° IRH nicht übersteigendem Material ist es möglich zu gewährleisten, daß die Manschette auch am Obergang zwischen Band 6 und Zylinderoberfläche, der Bandkante 11, sowie an dem größeren Radius R₂ über dem Schlitz 2 dichtet. Die Manschette kann damit gut dem Übergang zwischen Band-Zylinderoberfläche folgen und den Spalt ohne Einschalten der Luft dichten.

Aufgrund des kleineren Durchmessers der Zylinderoberfläche und der Dicke des Bandes im Bereich des Schlitzes 2 wird die Dichtungsmanschette 4 jedoch in diesem Bereich einer stärkeren Zusammenpressung als in übrigen Teilen ausgesetzt. Dieser Umstand führt zu verstärktem Verschleiß der Manschette. Zur Beseitigung dieses Nachteiles ist der Kolben 3 an dem die Manschette tragenden Teil mit einer Vertiefung 14 auf der dem Band 6 zugewandten Seite versehen. Die Vertiefung 14 bietet der Manschette 4 die Möglichkeit, mit ihrem "Stapel" oder dem Hauptteil 15 sich nachgebend dem kleineren Durchmesser des Zylinders anzupassen. Die Vertiefung 14 kann im Querschnitt gerade sein und, von der Seite gesehen, eine in Richtung axial zur Mittendes Kolbens 3 an Größe zunehmende Form haben. Die Länge der Vertiefung soll wenigstens der Länge des Hauptteiles 15 entsprechen.

Anstatt den Radius R~ zu haben, kann die mit dem Band zusammenwirkende Oberfläche des Zylinders von zwei ebenen Oberflächen gebildet werden, d.h. von Oberflächen mit dem Krümmungsradius Null, die einen gewissen Winkel miteinander bilden. Die ebenen Oberflächen können z.B. auf Korden zum Radius R„ liegen und von der Mitte des Schlitzes ausgehend unmittelbar außerhalb der Anlagelinien der Bandkanten gegen den Zylinder enden.

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Die Erfindung, deren Merkmale aus Vorstehendem klar hervorgehen dürften, läßt sich natürlich im Rahmen der nachfolgenden Patentansprüche, was Abmessungen der Radien sowie Breite und Dicke
des Bandes betrifft, je nach verschiedenen Zylinderdurchmessern ßndern.

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Claims

Patentansprüche

1. Dichtungs vorrichtung an Druckfluidumzylindern des Typs, .· der aus einem Zylinder mit einem Längsschlitz besteht, durch den ein an einem im Zylinder beweglichen Kolben angeordneter Mitnehmer sich erstreckt, und der mit Hilfe eines Bandes verschlossen, und der Kolben an jedem Ende mit einer Dichtungsmanschette versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß, im Querschnitt gesehen, die Innenseite des Zylinders (1) auf jeder Seite des Schlitzes (2) längs einer Strecke, die zusammen mit der Breite des Schlitzes wenigstens der Breite des Bandes (6) entspricht, mit einer Oberfläche ausgebildet ist,, deren Krümmung kleiner als die Krümmung (der Krümmungsradius R₁) der Zylinderoberfläche ist, und das Band (6) auf der Innenseite zu den Kanten (11) so dbgefast (10) ist, daß die Höhe der betreffenden Bandkante kleiner als oder gleich 0,1 mm ist.

2. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die betreffende Bandkantenhöhe in der Größenordnung 0,05-0,02 mm ist.

3. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (6) eben ist.

4. Dichtungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsmanschette (4) im Längsschnitt gesehen die Form hauptsächlich eines Y hat, mit dem Stapel (15) parallel zur Längsachse des Kolbens (3) und des Zylinders (D, und mit den Schenkeln (12,13) vom Kolben abgewandt.

5. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die betreffende Dichtungsmanschette (4) auf einer zylindrischen Oberfläche des Kolbens angeordnet, und die Oberfläche auf der dem Band (6) zugewandten Seite vertieft (IU) ist.

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6. Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Länge der Vertiefung (14) im wesentlichen dem Stapel (15) der Dichtungsmanschette
entspricht.

7. Dichtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 4-6,
dadurch gekennzeichnet, daß der gegen die Zylinderoberfläche dichtende äußere Schenkel (13) so ausgebildet ist, daß er stark zur Innenseite des Zylinders expandiert, und die Manschette aus weichem, 60° IRH nicht überschreitenden Material ist.

8. Dichtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
betreffende Oberfläche auf jeder Seite des Schlitzes (2) einen Krümmungsradius gleich Null hat.

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