DE2908292C2

DE2908292C2 - Kolbenring-Anordnung mit einem Kolbenring

Info

Publication number: DE2908292C2
Application number: DE2908292A
Authority: DE
Inventors: Kurt Dipl.-Ing. 7300 Esslingen Stoll
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1979-03-03
Filing date: 1979-03-03
Publication date: 1981-02-05
Also published as: DE2908292B1; GB2043832B; GB2043832A

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenring-Anordnung mit einem Kolbenring, bestehend aus einem federnden Innenring und aus einem endlosen Außenring aus Kunststoffmaterial mit guten Gleiteigenschaften, z. B. aus Polyamid, Polytetrafluoräthylen usw, der axiale und in Umfangsrichtung verlaufende Bandabschnitte besitzt, w deren Außenkante dicht auf der Wand des Zylinders laufen kann und deren Innenkante in eine Aufnahmenut eines Kolbens einsetzbar ist, innerhalb deren der Außenring vom federnden Innenring nach außen gegen die Zylinderinnenwand gedrückt wird, wobei an dem « Außenring jeweils eine in Richtung der Zylinderlängsachse weisende Führungslippe angeformt ist.

Bei einem aus der US-PS 35 28 667 bekannten Kolbenring besteht der aus Tetrafluoräthylen hergestellte Außenring aus einem massiven Profilstreifen mit T-förmigem Querschnitt.

Der federnde Innenring wird von einem U-förmigen Federblechprofil gebildet, an das axiale Flansche angeformt sind. Um das Auffedern des Innenringes zu erleichtern, sind die axialen Flansche mit Durchbrechun- μ gen und axialen Schlitzen versehen, so daß diskrete axiale Federzungen erhalten werden.

Die US-PS 35 28 667 läßt offen, ob der Außenring geschlitzt ist oder zum Erzielen einer besseren Abdichtung der Zylinderräume gegeneinander endlos umläuft Unterstellt man ein solches endloses Umlaufen des Außenrings, ergibt sich als Nachteil, daß eine gesonderte Kolbenringhalterung vorhanden sein muß, damit der Außenring ohne nennenswerte radiale Aufweitung, die wegen der geringen Elastizität des Außenringes aus Polytetrafluoräthylen nicht möglich ist, eingesetzt werden kann. Man erhält also eine mechanisch aufwendige Anordnung und zur Montage wird verhältnismäßig viel Zeit benötigt

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Kolbenring-Anordnung der oben genannten Art so weiter zu bilden, daß einerseits eine im wesentlichen durchgehende Mantelfläche aus Kunststoffmaterial mit guten Gleiteigenschaften erhalten bleibt zugleich aber auch ein völliges Durchlaufen des Kolbenringes in Umfangsrichtung bei leichter Montage des Kolbenringes sichergestellt ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß der Außenring aus 2wei ineinander geschachtelten, mäanderförmig ausgebildeten Dichtringen besteht deren Mäander in Richtung der Zylinderlängsachse orientiert sind, und daß die Führungslippen keilförmig ausgebildet und gegeneinander gerichtet ineinandergreifend angeordnet sind.

Somit liegt insgesamt gesehen ein Kolbenring vor, der wegen seines Kunststoffmaterials und seiner endlosen Ausbildung verschleißfest ist und gute Gleit- und Dichteigenscbaften besitzt Dazuhin kann ein so ausgebildeter Kolbenring mit verhältnismäßig geringer Kraft radial aufgeweitet werden, da die verschiedenen axialen und in Umfangsrichtung verlaufenden Mäanderabschnitte nur auf Biegung, nicht aber auf Zug beansprucht werden. Es ist deshalb auch eine einfache und schnelle Montage möglich. Des weiteren erhält man durch das Ineinandergreifen der Führungslipperi der beiden Dichtringe einen großflächigen Außenring und somit gute Führungseigenschaften für den Kolben, wobei keine Kippgefahr infolge der unterschiedlichen Drücke an den beiden Kolbenstirnseiten auftritt

Die Verwendung einer Mäanderform für Kolbenringe ist zwar aus der US-PS 22 63 756 ersichtlich. Dieser Kolbenring ist aus einem oder mehreren geschichteten Metallbänder hergestellt und am Umfang steht eine mäanderförmig gewellte Dichtlippe radial vor. Diese Mäandergestalt ist zu Schmierungszwecken gewählt worden. Eine sichere und zuverlässige Führung des Kolbens an der Zylinderinnenwand wird hiermit nicht erreicht.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert In dieser zeigt

F i g. 1 einen axialen Schnitt durch eine Hälfte eines Kolbens mit einer zweikammartig ineinandei greifende Dichtringe enthaltenden Kolbenringanordnung und

Fig.2 eine abgewickelte Ansicht eines Teiles der Kolben-Mantelfläche und der Kolbenringanordnung.

Fig. 1 zeigt einen Kolben 10, der auf einen einen verminderten Durchmesser aufweisenden Endabschnitt 12 einer Kolbenstange 14 aufgesetzt und mittels einer Mutter 16 auf diesem befestigt ist. Letztere läuft auf einem Gewindeabschnitt der Kolbenstange 14.

Der Kolben 10 hat zwei tiefe, in Umfangsrichtung verlaufende, rechteckigen Querschnitt aufweisende und unter axialem Abstand angeordnete Ringnuten 18, 20

und eine in dem zwischen diesen liegenden Steg 22 ausgebildete, Dache sowie in Umfangsrichtung verlaufende Nut 24. In der letzteren ist ein O-Ring 26 angeordnet In den Ringnuten 18 und 20 sind Druckringe 28, 28' aus weichem Gummi angeordnet, welche wie gezeigt, durch übliche Lippendichtungen gebildet «ein können. Sie haben im wesentlichen U-förmigen Querschnitt und weisen einen dicken, außen liegenden Schet.kel 30, einen sich zum freien Ende hin verjüngenden, innen liegenden Schenkel 32 und einen die Schenkel verbindenden Basisabschnitt 34 auf. Der Basisabschnitt 34 ist jeweils dem Steg 22 zugewandt

Die Druckringe 28 dienen dazu, Dichtringe 36 bzw. 36' aus Polyamid radial nach außen vorzuspannen. Die Dichtringe 36, 36' weisen jeweils einen mäanderförmigen Hauptkörper 38 und von diesem getragene, flügelförmige, axiale Führungslippen 40 auf. Die Führungslippen 40 sind durch zum freien Ende derselben zusammenlaufende, schräge Kanten 42, 44 begrenzt, haben also in Draufsicht gesehen trapezförmige Gestalt Die Breite der Führungslippen 40 bei ihrem freien Ende entspricht oder ist etwas kleiner als der lichte Abstand zwischen zwei axialen Mäanderabschnitten 46 des Hauptkörpers 38 (im spannungsfreien Zustand). Die axialen Mäanderabschnitte 46 sind auf der den Führungslippen 40 benachbarten Seite durch in Umfangsrichtung verlaufende Mäanderabschnitte 48 und auf der von den Führungslippen 40 abliegenden Seite durch in Umfangsnchtung verlaufende Mäanderabschnitte 50 verbunden. Die Mäanderabschnitte 46,48 und 50 haben gleiche Dicke.

Die Führungslippen 40 der beiden Dichtringe 36, 36' sind durch den O-Ring 26 und den darunter liegenden Steg 22 abgestützt und werden so in elastisch federnder Anlage an der Innenwand eines nicht gezeigten Zylinders gehalten. Die Führungslippen 40 der beider, Dichtringe greifen kaminartig ineinander ein und bilden zusammen eine praktisch nahtlos durchgehende Führungsfläche für den Kolben.

Durch die Mäanderabschnitte 46, 48, 50 eines Dichtringes und die Führungslippen 40 des anderen Dichtringes sowie den O-Ring 26 sind geschlossene Taschen 52 begrenzt, welche zur Dauerschmierung mit

ιυ Fett gefüllt werden können.

Die Herstellung und Montage des Kolbens 10 läßt sich einfach durchführen:

In dem Kolben 10 werden durch Drehen die Ringnuten 18, 20 und die Nut 24 erzeugt In die

Ii Ringnuten 18, 20 werden die aus weichem Gummi bestehenden Druckringe 28, 28' unter radialer Aufweitung eingesetzt. Ähnlich läßt sich der O-Ring 26 unter Aufweitung leicht in die Nut 24 einsetzen. Die Dichtringe 36, 36' lassen sich ebenfalls in radialer

:o Richtung leicht aufweiten, da die F:^irungsiippen 40 durch Zwischenräume getrennt sind und -Sie Mäanderabschnitte 46 und 50 beim Aufweiten nur auf Biegung beansprucht sind. Die in Umfangsrichtung völlig durchgehenden und geschlossenen Dichtringe 36, 36' können nlso ebenfalls leicht auf den Druckringen 28,28' liegend in die Ringnuten 18, 20 eingesetzt werden, im nicht eingebauten Zustand des Kolbens verbleibt dabei zwischen den Kanten 42 und 44 der ineinandergreifenden Führungslippen 40 der beiden Dichtringe 36 und 36'

jn noch ein geringer Zwischenraum, so daß die Dichtringe beim Einbau des Kolbens in den Zylinder noch etwas zusammengedrückt werden und dann durch die Druckringe 28, 28' in elastischer Anlage an der Zylinderinnenwand gehalten werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kolbenring-Anordnung mit einem Kolbenring, bestehend aus einem federnden Innenring und aus einem endlosen Außenring aus Kunststoffmaterial mit guten Gleiteigenschaften, z.B. aus Polyamid, Polytetrafluorethylen usw, der axiale und in Umfangsrichtung verlaufende Bandabschnitte besitzt, deren Außenkante dicht auf der Wand des Zylinders laufen kann und deren Innenkante in eine Aufnahmenut eines Kolbens einsetzbar ist, innerhalb deren der Außenring vom federnden Innenring nach außen gegen die Zylinderinnenwand gedrückt wird, wobei an dem Außenring jeweils eine in Richtung der Zylinderlängsachse weisende Führungslippe angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenring aus zwei ineinander geschachtelten, mäanderförmig ausgebildeten Dichtringen (36, 36') besteht, deren Mäander in Richtung der Zylinderlängsachse orientiert sind, und daß die Führungsiippen (40) keilförmig ausgebildet und gegeneinander. gerichtet ineinandergreifend angeordnet sind.

2. Kolbenring-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungslippen (40) auf einen mittig angeordneten Steg (22) in der Aufnahmenut aufliegen.

3. Kolbenring-Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dichtring (36, 36') aus einem mäanderförmigen Hauptkörper (38) und den an iie in Umfangsrichtung verlaufenden Mäanderabschnitte (48) angeformten Führungslippen (40) besteht, wobei der Hauptkörper in eine von zwei die Aufnahmenut bildenden, zwischen sich den Steg (22) enthaltenden und jeweils einen Druckring (28, 28') des geteilten Innenrings aufnehmenden Ringnuten (18, 20) eingreift und die ineinandergreifenden Führungslippen der beiden Dichtringe auf dem Steg unter Zwischenschalten eines O-Ringes (26) aufliegen.