DE3428283C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstreiferanordnung mit mindestens zwei axial hintereinander liegend angeordneten Abstreiflippen, die an dem beweglichen zylindrischen Maschinenteil mit ihren Anlagebereichen in axialer Richtung aufeinanderfolgend in Anlage stehen und dieses koaxial umfassen, wobei die Abstreiflippen einstückig als Scheibe ausgebildet und der Anlagebereich der Abstreiflippen in Umfangsrich­ tung gesehen in einzelne unabhängig voneinander radial und in Umfangs­ richtung einander gegenüber bewegliche Lippensegmente unterteilt ist, zwischen denen sich jeweils Schlitze erstrecken, und wobei die Schlit­ ze von zwei hintereinander liegend angeordneten Abstreiflippen jeweils in Umfangsrichtung gegeneinander versetzt sind.

Bekannte Abstreiferanordnungen dieser Art weisen eine einstückige, ununterbrochene ringförmige Abstreiflippe auf, die aus gummiartigem Material besteht. Die Abstreiflippe umfaßt das bewegliche Maschinen­ teil, wie z. B. eine Kolbenstange, und liegt mit einer Abstreifkante der Abstreiflippe an dem Maschinenteil an. Eine Relativbewegung des Maschinenteils, beispielsweise eine Hubbewegung, gegenüber dem Ab­ streifer bewirkt, daß auf der Welle befindlicher Schmutz oder Staub an der Abstreifkante der Abstreiflippe vom Maschinenteil abgestreift wird. Derartige Abstreifer werden insbesondere bei Pneumatik-Zylindern eingesetzt, bei denen eine Kolbenstange ein Zylindergehäuse durch­ quert. Hierbei ist unbedingt erforderlich, daß an der Durchtrittstelle keine Verunreinigungen in das Zylinder-Innere eintreten können. Um dies zu gewährleisten, ist es jedoch notwendig, daß die Abstreifkante sehr fest auf der Kolbenstange aufliegt. Dies hat jedoch den Nach­ teil, daß die Abstreifkante bzw. die ganze Abstreiflippe sehr stark verschleißt, was insbesondere in staubiger Umgebung wie z. B. in Gieße­ reien, Schleifereien od. dgl. der Fall ist, da hier der jeweils aus dem Zylindergehäuse ragende Abschnitt der Kolbenstange sehr stark und sehr schnell verschmutzt wird.

Man hat auch schon in der EP-OS 01 43 665 eine Abstreiferanordnung vorgeschlagen, die mindestens zwei axial hintereinander liegend ange­ ordnete Abstreiflippen besitzt, die an dem beweglichen zylindrischen Mantel mit ihren Anlagebereichen in axialer Richtung aufeinander­ folgend in Anlage stehen und diesen koaxial umfassen. Bei dieser im Aufbau recht komplizierten Anordnung bestehen die Lippen jeweils aus einzelnen miteinander verbundenen Lappen oder Blättern oder gehören zu einem ursprünglich geraden Streifen, der beim Einsatz rundgebogen und in einem besonderen Gehäuse gehalten wird. Bei einer solchen Anordnung ist auch noch die Montage recht umständlich, ganz abge­ sehen davon, daß Fehlerquellen nicht ganz auszuschließen sind. Die alle Merkmale des Oberbegriffs aufweisende Anordnung nach der US-PS 26 34 145 hat demgegenüber den Vorteil des einfacheren Aufbaus und der einfacheren Montage, da die Lippen jeweils einstückig ausgebildet sind. Bei dieser Anordnung bestehen jedoch die Lippen aus Metall, so daß der bewegliche Maschinenteil erheblichem Verschleiß unterworfen ist, außerdem können sie sich wegen ihrer Steifheit einer radialen Toleranz des Kolbenstangendurchmessers nur schlecht anpassen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, eine eine im Aufbau und in der Herstellung einfache, verschleißarme Abstreiferanordnung zu schaffen, die das Eindringen von Staub, Schmutz od. dgl. in das Zylinderinnere verhindert und radiale Toleranzen des mit ihm in Anlage stehenden beweglichen Maschinenteils ausgleicht, ohne daß dabei die Abstreif­ wirkung leidet oder das Maschinenteil stark verschleißt.

Die obige Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schlitze der aus halb­ hartem Kunststoffmaterial bestehenden Abstreiflippen mit gummiarti­ gem Füllmaterial gefüllt sind, das die einzelnen Lippensegmente ohne eine Einschränkung ihrer Beweglichkeit miteinander verbindet.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß sie eine gute Abstreifwirkung bei gleichzeitig geringem Verschleiß gewährleistet. Das Abstreiflippen­ material ist einerseits so hart, daß es nur geringem Verschleiß un­ terliegt, andererseits jedoch gegenüber dem mit der Abstreiflippe in Anlage stehenden beweglichen Maschinenteil so weich, daß es dieses nicht beschädigt. Durch die Segmentierung der Abstreiflippe wird die radiale Steifigkeit etwas verringert, so daß die einzelnen Segmente in Radialrichtung gegeneinander beweglich sind, wobei sie aber im einzelnen noch so steif sind, daß sie im Anlagebereich mit dem Ma­ schinenteil sehr stark an dieses andrücken. Dies alles hat zur Folge, daß der erfindungsgemäße Abstreifer eine sehr hohe Lebensdauer er­ reicht, insbesondere auch bei einem Einsatz in staubiger Umgebung, in der das abzustreifende Maschinenteil sehr schnell und sehr stark verschmutzt. Ein weiterer Vorteil ist die sehr einfache Herstellung, da die Segmentierung einfacherweise durch bloßes Aufschlitzen der Abstreiflippe erreicht werden kann. Die Maßnahme, die Schlitze mit gummiartigem Füllmaterial zu füllen, das die einzelnen Lippensegmente ohne Einschränkung ihrer Beweglichkeit miteinander verbindet, hat zur Folge, daß durch die Spalte kein Staub oder Schmutz dringen kann. Insbesondere bei Zylindereinheiten, die eine einen Zylinder durch­ dringende Kolbenstange aufweisen, ist es erforderlich, das Innere des Zylinders gegen die Umgebung abzudichten. Durch die beschriebene Maßnahme erfüllt der Abstreifer sowohl eine Abstreif- als auch gleich­ zeitig eine Abdichtfunktion. Dadurch kann auf einen separaten Dicht­ ring verzichtet werden, was die Herstellungskosten der Zylinderein­ heit reduziert. Wenn das gummiartige Füllmaterial und die Lippenseg­ mente einstückig miteinander ausgeführt werden, kann man schon bei der Fertigung der Abdichtlippen das Füllmaterial integrieren.

Die Maßnahme nach Anspruch 2, die die Abstreiflippe in einzelne Lip­ pensegmente unterteilenden und gleichzeitig die Lippensegmente be­ grenzenden Segment-Seitenflächen in Richtung des Ringquerschnitts zu legen, so daß ihre Flächennormalen in Richtung des Umfangs der Ab­ streiflippe weisen, hat den Vorteil einer besonders einfachen Ferti­ gung z. B. mit einem Räumwerkzeug.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung des Abstreifers sieht gemäß Anspruch 3 vor, daß die Abstreiflippe in Art des Mantels eines Kegel­ stumpfes ausgebildet ist, wobei sich der Außenumfang in Richtung auf das in Anlage stehende Maschinenteil verringert. Diese vorteilhafte Maßnahme bewirkt, daß die Abstreiflippe nur im Bereich ihres freien Endes am Maschinenteil anliegt. Dadurch wird eine sehr scharfe und gründliche Abstreifwirkung erzielt.

Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 4, bei der die Abstreiflippe im Anlagebereich mit dem Maschinenteil einen V-artig abgewinkelten Querschnitt besitzt, wobei die Spitze des V als umlaufende Abstreif­ kante dient, ist der Abstreifbereich sehr genau definiert.

Durch die vorteilhafte Maßnahme nach Anspruch 5, in den Außenumfang der Abstreiflippe im Bereich der Anlage mit dem Maschinenteil eine Umfangsnut einzubringen, in die ein Spannelement wie z. B. eine Spi­ ralfeder eingelassen ist, wird der Anpreßdruck der Abstreiflippe auf das Maschinenteil verstärkt. Ein etwaiger Verschleiß der Abstreif­ lippe im Anlagebereich hat zur Folge, daß sie durch die Spannkraft des Spannelements immer in Anlageposition gezwungen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Abstreiferanordnung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 den Abstreifer in einer Vorderansicht,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Abstreifer gemäß der Linie A-A in Fig. 1 und

Fig. 3 eine Einzelheit des Abstreifers in einem Ausschnitt.

Gemäß den Figuren enthält der Abstreifer eine ringförmige Abstreiflippe 1, die fest mit einem koaxial dazu angeordneten ringförmigen Mantelkörper 7 verbunden ist. Der Abstreifer steht mit seiner Abstreif­ lippe 1 mit einem bewegbaren Maschinenteil 3, z. B. einer Kolbenstange, in Anlage, wobei die Abstreiflippe das Maschinenteil 3 umfaßt.

Mit seinem Mantelkörper 7 ist der Abstreifer in einem nut­ artigen Abstreifersitz 8 eines Gehäuses 9, z. B. eines Zylindergehäuses, festgelegt.

Der Mantelkörper 7 ist becherförmig ausgebildet und enthält einen Boden 19 in Art einer Lochscheibe, deren zentrale Bohrung 18 einen größeren Durchmesser aufweist als der Außendurchmesser des umfaßten Maschinenteils 3. Die Loch­ scheibe ist koaxial zum Maschinenteil 3 angeordnet, wobei die Scheibenfläche senkrecht zur Achse des Maschinenteils steht. Am Außenumfang 10 des Bodens 19 ist koaxial ein zylindermantelförmiger Kragen 20 angeformt, derart, daß der Querschnitt des Mantel­ körpers 7 eine L-förmige Gestalt aufweist und der Kragen 20 in etwa senkrecht zum Boden 19 steht.

Das Maschinenteil 3 durchquert das Gehäuse 9 in einer Boh­ rung 22, die das Maschinenteil 3 mit Spiel umfaßt. Die Bohrung 22 ist von der Gehäuse-Außenseite 23 her auf eine der Länge des Kragens 20 entsprechende Tiefe derart erwei­ tert, daß ihr Durchmesser 24 in etwa dem Außendurch­ messer des Kragens 20 entspricht. Dieser erweiterte Teil der Bohrung 22 dient als Abstreifersitz 8, in den der Ab­ streifer mit seinem Mantelkörper 7 eingelassen ist, und zwar derart, daß der Boden 19 am axialen Ende 25 des Ab­ streifersitzes 8 anliegt. Vorteilhafterweise ist der Durch­ messer 24 etwas geringer gewählt als der Außendurchmesser des Kragens 20 und der Mantelkörper 7 in den Abstreifer­ sitz 8 eingepreßt. Im Inneren des Mantelkörpers 7 befindet sich koaxial angeord­ net ein Versteifungsring 17, der ebenfalls becherförmige Gestalt hat.

Der Versteifungsring 17 ist in den Mantelkörper so eingebettet, daß er von diesem vollständig umschlossen ist. Selbstverständlich besteht auch die Mög­ lichkeit, den Versteifungsring an der Außenseite des Mantel­ körpers anzubringen. Der Versteifungsring hat den besonde­ ren Vorteil, daß die Festigkeit des Mantelkörpers verstärkt wird, was einen sehr sicheren Sitz im Abstreifersitz 8 gewährleistet.

Im Bereich des Innenumfangs des lochscheibenförmigen Bodens 19, der identisch ist mit dem Umfang der Bohrung 18, ist die Abstreiflippe 1 einstückig angeformt. Diese kann selbst­ verständlich auch getrennt mit dem Mantelkörper ausgeführt sein, ist jedoch fest mit ihm verbunden z. B. durch Kleben. Ausgehend vom Boden 19 erstreckt sich die Abstreiflippe 1 in dieselbe axiale Richtung wie der Kragen 20, d. h. sowohl die Abstreiflippe als auch der Kragen des Mantel­ körpers 7 weisen in Richtung der Gehäuse-Außenseite 23. Die axiale Länge der Abstreiflippe 1 entspricht in etwa der axialen Längenausdehnung des Kragens 20. Im Bereich ihres freien Endes 14, das vom Boden 19 wegweist, steht die Abstreiflippe 1 in Anlage mit dem Maschinenteil 3. Da die Bohrung 18 in ihrem Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Maschinenteils 3, ergibt sich im Quer­ schnitt gesehen ein axial und radial gerichteter schräger Verlauf der Abstreiflippe 1 vom Boden 19 aus, in Richtung des Anlagebereiches mit dem Maschinenteil 3 am Ende 14. Räumlich gesehen ist die Abstreiflippe 1 in Art des Mantels eines Kegelstumpfes ausgebildet, der ausgehend vom Boden 19 in Richtung auf das Ende 14 einen sich verjüngenden Verlauf besitzt. Der Querschnitt der Abstreiflippe 1 ist etwa keilförmig ausgebildet und verjüngt sich in Richtung auf das Ende 14. Die am Maschinenteil 3 unmittelbar an­ liegende Partie des Endes 14 ist als Abstreifkante 6 ausge­ bildet, so daß sich der Anlagebereich zwischen der Abstreif­ lippe 1 und dem Maschinenteil 3 auf eine gedachte konzen­ trische Linie entlang dem Umfang des Maschinenteils 3 be­ schränkt. In diesem Anlagebereich ist eine sehr gründliche Abstreifwirkung möglich.

Entlang ihrem Umfang ist die Abstreiflippe 1 in zweckmäßiger­ weise regelmäßigen Abständen geschlitzt und dadurch in einzelne Lippensegmente 4 unterteilt. Die Schlitze 2 liegen in Ebenen, die von der Längsrichtung des Maschinenteils 3 und seinen Radialrichtungen aufgespannt werden. Die die einzelnen Schlitze in Umfangsrichtung jeweils begrenzenden Segment-Seitenflächen 12, 12′ liegen sich dabei jeweils in etwa gegenüber. Die Tiefe der einzelnen Schlitze, aus­ gehend vom Ende 14 in Richtung des Bodens 19 des Mantel­ körpers 7, erstreckt sich über die ganze Axial/Radiallänge der Abstreiflippe 1, es ist jedoch auch möglich, je nach Bedarf die Schlitztiefe geringer zu halten oder alternie­ rend länger und kürzer vorzusehen.

Die Anwendung des Abstreifers ist nun folgende:
Das Maschinenteil 3, beispielsweise eine Kolbenstange, führt z. B. eine hin- und hergehende Hubbewegung in der Bohrung 22 des Gehäuses 9 relativ zum Gehäuse 9 aus. Das Maschinenteil 3 ist in einer nicht dargestellten Lagerung geführt, so daß sich die Bewegung in Richtung der axialen Erstreckung des Maschinenteils 3 beschränkt. Der Abstreifer verhindert nun, daß Verschmutzungen, die sich auf dem Ab­ schnitt 27 des Maschinenteils 3, der sich im Bereich der Gehäuse-Außenseite 23 befindet, niedergeschlagen haben, in das der Gehäuse-Außenseite 23 entgegengesetzte Gehäuse- Innere 26 gelangen. Durch die mit dem Maschinenteil 3 in Anlage stehende Abstreifkante 6 der in einzelne Lippenseg­ mente 4 unterteilten Abstreiflippe 1 werden bei einer Bewe­ gung des Maschinenteils 3 in Richtung des Gehäuse-Inneren 26 die Verschmutzungen vom Maschinenteil abgestreift. Weist das Maschinenteil 3 in seinen Durchmesserabmessungen radiale Toleranzen auf, so werden diese von den einzelnen Segmenten 4 dadurch ausgeglichen, daß sie um den Bereich des Innen­ umfangs 11 des Bodens 19 eine Schwenkbewegung ausführen, die darin resultiert, daß die Abstreifkante 6 eine in etwa radial gerichtete Bewegung ausführt. Bewegen sich die einzel­ nen Lippensegmente 4 in radialer Richtung, so verändert sich gleichzeitig der jeweilige Abstand in Umfangsrichtung zwischen zwei benachbarten Lippensegmenten. Wäre die Abstreif­ lippe 1 unsegmentiert, so müßte, um die Radialbewegung der Abstreifkante 6 zu erhalten, zusätzlich Kraft aufge­ wendet werden, um die Abstreiflippe in Umfangsrichtung zu dehnen. Dies ist jedoch nur bei gummiartigem Material möglich. Die erfindungsgemäße Ausführung hat daher den Vorteil, daß relativ hartes Material für die Abstreiflippe 1 verwendet werden kann, da trotzdem die radiale Anpassung an die Außenkontur des Maschinenteils 3 gewährleistet ist.

Die einzelnen Schlitze 2 zwischen den Lippensegmenten 4 sind mit einem gummiartigen Füllmaterial 5 aus­ gefüllt. Dieses Füllmaterial 5 verhindert, daß durch die Schlitze 2 Verunreinigungen durchdringen können, ohne jedoch die Relativbewegungen der einzelnen benachbarten Segmente sowohl in Radial- als auch in Umfangsrichtung zu behindern. Diese Ausführung hat den besonderen Vorteil, daß auf einen separaten Dichtungsring verzichtet werden kann, da der Abstreifer sowohl Abstreif- als auch Dichtungs­ aufgaben übernimmt.

Zwei Abstreifer werden in axialer Richtung hintereinander auf dem Maschinenteil 3 angeordnet. Zweckmäßigerweise verwendet man hier zwei Ab­ streifer mit unterschiedlichen Außendurchmessern, die hinter­ einander in einen abgestuften Abstreifersitz eines Gehäuses eingelassen werden. Die Abstreifer werden dabei so zueinander angeordnet, daß jeweils ein Lippensegment des einen Ab­ streifers axial versetzt vor einen Spalt des zweiten Ab­ streifers zu liegen kommt. Durch dieses "Auf-Lücke-Setzen" wird ein Eindringen von Schmutz noch besser verhindert. Bei dieser Anordnung weisen die freien Enden der Abstreiflippen beider Abstreifer in Richtung des zu säubernden Abschnittes des Maschinenteils.

Die Anzahl der Segmente wird je nach Bedarf gewählt, so daß bei Einsatzgebieten, wo nur geringe radiale Beweglich­ keit der Abstreiflippe gefordert ist, die Anzahl der Segmente gering gehalten wird. Je größer die Anzahl der Segmente ist, desto besser ist die radiale Beweglichkeit.

Soll die Bohrung 22 des Gehäuses 9 weiter abgedichtet werden, so wird zweckmäßigerweise in Axialrichtung gesehen hinter dem Abstreifer ein Dichtring wie Wellendichtring ange­ ordnet, der somit zwischen dem Abstreifer und dem Ge­ häuseinneren 26 liegt. Seine Dichtlippe weist in dieselbe axiale Richtung wie die Abstreiflippe 1 des Abstreifers und ist ununterbrochen und unsegementiert.

Claims (5)

1. Abstreiferanordnung mit mindestens zwei axial hintereinander lie­ gend angeordneten Abstreiflippen, die an dem beweglichen zylindri­ schen Maschinenteil mit ihren Anlagebereichen in axialer Richtung aufeinanderfolgend in Anlage stehen und dieses koaxial umfassen, wobei die Abstreiflippen einstückig als Scheibe ausgebildet und der Anlagebereich der Abstreiflippen in Umfangsrichtung gesehen in ein­ zelne unabhängig voneinander radial und in Umfangsrichtung einander gegenüber bewegliche Lippensegmente unterteilt ist, zwischen denen sich jeweils Schlitze erstrecken, und wobei die Schlitze von zwei hintereinander liegend angeordneten Abstreiflippen jeweils in Um­ fangsrichtung gegeneinander versetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (2) der aus halbhartem Kunststoffmaterial bestehenden Abstreiflippen (1) mit gummiartigem Füllmaterial gefüllt sind, das die einzelnen Lippensegmente (4) ohne eine Einschränkung ihrer Be­ weglichkeit miteinander verbindet.

2. Abstreiferanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächennormalen der die Abstreiflippen (1) in einzelne Lippenseg­ mente (4) unterteilenden und gleichzeitig die Lippensegmente (4) begrenzenden Segment-Seitenflächen (12, 12′) in Richtung des Umfangs der Abstreiflippen (1) weisen.

3. Abstreiferanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstreiflippen (1) kegelmantelförmig ausgebildet sind und kragen­ artig in Richtung des zu säubernden Abschnitts (27) des Maschinen­ teils (3) weisen wobei sich der Außenumfang (13) in Richtung auf das Maschinenteil (3) zu verringert.

4. Abstreiferanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Abstreiflippen (1) im Anlagebereich mit dem Maschinenteil (3) einen V-artig abgewinkelten Querschnitt besitzen, wobei die Spitze (28) des V als Abstreifkante (6′) dient.

5. Abstreiferanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Außenumfang (13) der Abstreiflippen (1) im Bereich der Anlage mit dem Maschinenteil (3) jeweils eine Umfangs­ nut (15) eingebracht ist, in die ein Spannelement (16), z. B. eine Spiralfeder oder ein Gummiring eingelassen ist.