DE3210811C2

DE3210811C2 - Schutzring mit Durchtrittsöffnungen für ein hydraulisches Dichtungssystem

Info

Publication number: DE3210811C2
Application number: DE19823210811
Authority: DE
Inventors: Claus Ing.(Grad.) 4355 Waltrop Bertram; Gotthard Ing.(grad.) 4600 Dortmund Drieschner; Udo Dipl.-Ing. Reinecke
Original assignee: O&K Orenstein and Koppel GmbH
Current assignee: CNH Industrial Baumaschinen GmbH
Priority date: 1982-03-24
Filing date: 1982-03-24
Publication date: 1984-01-26
Also published as: GB2120748A; FR2524101A1; GB2120748B; GB8307727D0; DE3210811A1; FR2524101B1; JPS58174763A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schutzring mit Durchtrittsöffnungen für ein hydraulisches Dichtungssystem mit Dichtungs- gegebenenfalls auch Führungselementen zwischen ruhenden und axial bewegten Maschinenteilen, der jeweils in Abstand von den Dichtungselementen zwischen diesen und einem Flüssigkeitsraum vorgesehen ist.

Es ist bereits ein Schmutzabstreifring für Zylinderinnenflächen, getragen von dem Kolben eines hydraulischen Kolbenspeichers oder eines Arbeitszylinders, bekannt, bei dem zwischen der Zylinderwand und dem Tragring des Abstreifers ein ringförmiger Zwischenraum vorgesehen ist, der durch einige am Umfang gleichmäßig verteilte Durchgangslöcher mit dem Flüssigkeitsraum des Zylinders in Verbindung steht und der Flüssigkeit freien Zugang zu den hinter dem Abstreifring liegenden Kolbendichtungsringen gewährt (DE-OS 19 23 954).

Des weiteren ist bereits ein Dichtungssystem für hin- und hergehende Maschinenelemente, insbesondere für die Abdichtung von Stangen bei Hydraulikzylindern mit einer Dichtung bekannt, die sowohl gegen das Gehäuse als auch gegen das axial hin- und hergehende Maschinenteil dichtet, und das ein vorgeschaltetes Schutzelement zwischen Kolbenstange und Gehäuse aufweist, das Durchbrechungen zu einem Raum zwischen Schutzeiement und Dichtung hat, wobei

s Schutzelement und Dichtung in unterschiedlichen Nuten angeordnet sind, zwischen denen der Raum als Pufferraum ausgebildet ist, um Schwingungen dur^h Druckpulsationen zu verhindern und das Schutzelement eine auf den Öldruckraum zugerichtete Lippe aufweist, und der Pufferraum durch eine verschließbare Entlüftungsbohrung mit der Atmosphäre verbunden ist (DE-AS 28 45 920).

Den bekannten Anordnungen ist die Aufgabe gemein, durch einige am Umfang des Ringes gleichmäßig verteilte Durchgangslöcher bzw. Durchtrittsöffnungen der Druckflüssigkeit freien Zugang zu den hinter dem Ring liegenden Dichtungsringen zu gewähren. Die letztgenannte Anordnung hat darüber die weiteren Aufgaben, die Zerstörung der Dichtung durch in der Flüssigkeit mitgeführte Schmutzpartikel zu verhindern und Schäden an der Dichtung durch die Einwirkung von Luftgasgemischbläschen (Dieseleffekt) zu vermeiden.

Der Nachteil der vorbekannten Anordnung besteht darin, daß durch sie noch nicht in jedem Fall die ihnen zugrunde liegenden Aufgaben gelöst werden.

Die Aufgabe des eingangs beschriebenen Schutzringes besteht darin, den Schleppöldruck fr den Raum zwischen dem Dichtungselement und dem Schutzring abzubauen, die Dichtungselemente und gegebenenfalls auch vorgesehenen Führungselemente vor Einwirkungen von in der Flüssigkeit vorhandenen Fremdteilchen zu bewahren, und die Zerstörungskraft von expandie-

'. renden Luftgasgemischbläschen (Dieseleffekt) an den Dichtungs- bzw. Führungselementen auf ein unschädliches Maß herabzusetzen.

Eine Lösung dieser Aufgaben wird bei dem eingangs beschriebenen Schutzring dadurch erreicht, daß jede der Durchtrittsöffnungen Bemessungen zwischen einem Mindestdurchmesser von 0,5 mm bzw. einer Durchtrittsmindestfläche von 0,2 mm² und einem Höchstdurchmesser von 1,5 mm bzw. einer Durchtrittshöchstfläche von 1,7 mm² aufweisen.

Weiseil die Durchtrittsöffnungen in Axialrichtung eine unterschiedliche Fläche auf, so stellt die jeweils kleinste Fläche die Bemessungsgrundlage dar.

Die Aufgaben bei dem eingangs beschriebenen Schutzring können auch dadurch gelöst werden, daß bei einer frei wählbaren Fläche der Durchtrittsöffnungen des Schutzrings, insbesondere bei einer Fläche größer als 1,77 mm² den Durchtrittsöffnungen ein Schutzsieb vorgeschaltet ist, dessen Maschen Bemessungen zwischen einer Durchtrittsmindestfläche von 0,2 mm² und einer Durchtrittshöchstfläche von 1,77 mm² aufweisen. Der Verlauf der Durchtrittsöffnungen kann derart sein, daß sie ihren Eintritt und Austritt in den Schutzringseitenflächen haben. Für den Durchtritt der Flüssigkeit kann es vorteilhaft sein, daß mindestens der Eintritt oder der Austritt der Durchtrittsöffnungen in einer Übergangsfläche von einer Schutzringseitenfläche zur Außenringfläche vorgesehen ist. Der Verlauf der Durchtrittsöffnungen kann also von einer ebenen Fläche auf eine konvex oder konkav gekrümmte Fläche erfolgen. Dabei stellt die gekrümmte Fläche keine Beschränkung dar, sondern sie ist auch durch eine ebene Fläche mit einem bestimmten Winkel zur Schutzringseitenfläche ersetzbar.

Der Schutzring, der in an sich bekannter Weise eine Lippe aufweisen kann, wird im Zustand vor dem Einbau

in das hydraulische Dichtungssystem zur Erzeugung eines Anpreßdruckes dieser Lippe an die entsprechende /-'etallfläcbe einen unterschiedlichen, insbesondere im Bereich der Lippe größeren Außendurchmesser aufweisen.

Die Durchtrittsöffnungen des Schutzririges können sowohl durch sein volles Material verlaufen oder über auch als Einkerbungen oder dergleichen auf seiner Außenringfläche vorgesehen sein.

Der Vorteil des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß durch die Gestaltung der Durchtrittsöffnungen des Schutzringes innerhalb der angegebenen Bemessungsgrenzen mit Sicherheit die zugrunde gelegten Aufgaben gelöst werden.

Bei den erfindungsgemäß bemessenen Durchtrittsöffnungen werden in der Flüssigkeit vorhandene, im Dichtungssystem zu Schäden führende Fremdteilchen ferngehalten. Weisen sie einen Sperrdurchmesser auf, der kleiner als die maximale Fläche der Durchtrittsöffnungen ist, lagern sie sich, ohne Schaden anzuiichten, an . den Rändern der Fiihrungs- bzw. Dichtungselemente ab, 'Die maximale Fläche der Durchtrittsöffnungen stellt 'weiterhin eine Begrenzung für Bläschen eines Gasluftgemisches dar, die dann im Falle einer Expansion (Dieseleffekt) keinen nennenswerten Schaden mehr verursachen können. Letztlich sichert auch noch die minimale Fläche der Durchtrittsöffnungen einen freien Zugang der Flüssigkeit vom ölraum zu den Führungsbzw. Dicbtungselementen, so daß sich in dem Pufferraum zwischen letzteren und dem Schutzring kein erhöhter Schleppöldruck aufbauen kann. Ergänzend ist dabei die Anzahl der im Schutzring vorgesehenen Durchtrittsöffnungen in an sich bekannter Weise bestimmbar.

Wählt man Durchtrittsöffnungen, insbesondere mit einer größeren Fläche als der erfindungsgemäß angegebenen, so lassen sich die zugrunde liegenden Aufgaben auch dann sicher stellen, wenn man vor die Durchtrittsöffnungen ein Schutzsieb vorschaltet, dessen -Maschen eine Weite in den angegebenen Grenzen aufweisen. Dies hat in speziellen Fällen technische, insbesondere jedoch wirtschaftliche Vorteile. Ein Schutzsieb kann auch in einem Bypasspfad zum Schutzring vorgesehen werden, wobei dieser dann ohne Durchtrittsöffnungen auszuführen wäre.

Dies ist jedoch konstruktiv aufwendiger und damit weniger wirtschaftlich.

Anhand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungabeispiel der Erfindung erläutert.

Es zeigt die

Fig. 1 einen Schutzring im nicht eingebauten Zustand,

es stellt die Fig.2 auf dem Kolben eines hydrauli-IH sehen Dichtungssystems angeordnete Schutzringe dar,

und es zeigt die Fig.3 einen in einer Nut der Zylinderwandung vorsehenen Schutzring, der auf die Kolbenstange arbeitet.

In der F i g. 1 weist der Schutzring 1 zum einen eine gleichförmige Durchtrittsöffnung 2 auf. Hierbei ist mindestens der Ein- oder der Austritt der Durchtrittsöffnung in einer Übergangsfläche von der Schutzringseitenfläche 3 zur Außenringfläche 4. Die im nicht eingebauten Zustand des Schutzringes nach außen '3d ,/gestülpte Lippe sorgt durch ihre Formgebung für eine Vorspannung gegenüber der entsprechenden Gleitfläche des Zylinders. Mit 5 ist eine ungleichförmige Durchtrittsöffnung bezeichnet, bei der die jeweils kleinste Fläche 6 die Bemessungsgrundlage darstellt. Die verschiedenen Durchmesser der ungleichförmigen Durchtrittsöffnung 5 können fertigungstechnische Vorteile bieten.

Jn der F i g. 2 arbeitet ein Kolben 7 in einem Zylinder 8. Das hydraulische Dichtungssystem weist Dichtungselemente 9a und 9b und Führungselemente 10a und 106 auf. Zwischen den Dici/tungselementen 9a und 9b und den Flüssigkeitsräumen 1 la und 1 \b ist je ein Schutzring 1 zu erkennen.

Die Fig.3 zeigt einen Dichtungsring 12 als Dichtungselement, der gleich dem Schutzring 1 in einer Nut des Zylinders 8 angeordnet ist, und der auf die Kolbenstange 13 arbeitet. Bei dieser Anordnung ist in gleicher Weise, wie der der F i g. 2, der Dichtungsring 1

zwischen dem Dichtungselement und dem Öldruckraum -11 Z> in Abstand angeordnet

Weiterhin erkennt man in der Figur die Entlüftungsieitung 14 und den Abstreifring 15.

Gleiche Darstellungen sind in den Zeichnungen mit gleichen ßezugszeichen versehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Schutzring mit Durchtrittsöffnungen für ein hydraulisches Dichtungssystem mit Dichtungs- gegebenenfalls auch Führungselementen zwischen ruhenden und axial bewegten Maschinenteilen, der jeweils in Abstand von den Dichtungselementen zwischen diesen und einem Flüssigkeitsraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Durchtrittsöffnungen (2) Bemessungen zwischen einem Mindestdurchmesser von 0,5 mm bzw. einer Durchtrittsmindestfläche von 0,2 mm* und einem Höchstdurchmesser von 1,5 mm bzw. einer Durchtrittshöchstfläche von 1,77 mm² aufweisen.

2. Schutzring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterschiedlicher Fläche in Axialrichtung der Durchtrittsöffnungen die jeweils kleinste Fläche (6) die Bemessungsgrundlage darstellt

3. Schutzring Tjit Durchtrittsöffnungen für ein hydraulisches Dichtungssystem mit Dichtungs- gegebenenfalls auch Führungselementen zwischen ruhenden und axial bewegten Maschinenteilen, der jeweils in Abstand von den Dichtungselementen zwischen diesen und einem Flüssigkeitsraum vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß den Durchirittsöffnungen ein Schutzsieb vorgeschaltet ist, der-sen Maschen Bemessungen zwischen einer Durchtrittsmindestfläche von 0,2 min² und einer Durchtrittshöchstfläche von 1,77 mm² aufweisen.

4. Schutzring nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsöffnungen ihren Ein- und Austritt in den Schi'tzringseitenflächen (3) aufweisen.

5. Schutzring nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß «mindestens der Ein- oder der Austritt der Durchtrittsöffnungen in einer Übergangsfläche von der Schutzringseiten- (3) zur Außenringfläche (4) vorgesehen ist.