DE3503537A1 - SEALING DEVICE FOR SEALING A PISTON ROD - Google Patents
SEALING DEVICE FOR SEALING A PISTON RODInfo
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Description
STABILUS GMBH - KOBLENZ ANR 1 029 878 Reg.-Nr. 12STABILUS GMBH - KOBLENZ ANR 1 029 878 Reg.No. 12th
PATENT- UND GEBRAUCHSMUSTERHILFSANMELDUNGPATENT AND UTILITY MODEL APPLICATION
Dichtungseinrichtung zur Abdichtung einer KolbenstangeSealing device for sealing a piston rod
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung zur Abdichtung einer Kolbenstange insbesondere einer pneumatischen Feder entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a sealing device for sealing a piston rod, in particular a pneumatic spring the preamble of claim 1.
Zur Abdichtung der Kolbenstange einer pneumatischen Feder ist es durch das DE-GM 1 971 284 bekannt, den unter hohem Druck stehenden, in einem Behälter angeordneten Gasraum über eine Flüssig- \ keitsvorlage abzudichten. Hierzu ist, an eine Kolbenstangendich- * tung angrenzend, ein flüssigkeitsgefüllter Raum vorgesehen, so daß die Kolbenstangendichtung im wesentlichen als Flüssigkeitsdichtung wirksam ist. Ein etwaiger geringer Flüssigkeitsverlust in diesem Raum bewirkt, daß sich in diesem flüssigkeitsgefüllten Raum ein Gaspolster bildet, das durch die Kolbenstangendichtung wesentlich schneller als die Flüssigkeit entweicht. Eine erhöhte Gaskonzentration im flüssigkeitsgefüllten Raum beeinträchtigt nicht nur die Schmierung zwischen Kolbenstange und Kolbenstangendichtung und führt zu einer erhöhten Reibung und Abnutzung der Kolbenstangendichtung, sondern bewirkt auch einen allmählichen Druckabbau im Innern des Behälters, so daß die Federkraft nach längerem Gebrauch nachläßt, - Weiter wird durch die DE-PatAnm Wc. F 3^ 13 o9&.3 vorgeschlagen, den flüssigkeitsgeiüllten Raum gegenüber dem unter hohem Druck stehenden Gasraum der pneumatischen Feder mittels eines Trennkolbens abzudichten. Dieser Trennkolben ist mit Dichtelementen versehen, die einerseits an der Kolbenstange und andererseits an der Behälterinnenwand abdichtend anliegen. Dadurch treten zwischen dem Trennkolben und der Innen- *In order to seal the piston rod of a pneumatic spring it is known from DE-GM 1971284, the high pressure, arranged in a container the gas space above a liquid \ keitsvorlage seal. For this purpose, a liquid-filled space is at a Kolbenstangendich- * tung adjacent, provided so that the piston rod seal is substantially effective as a liquid seal. Any slight loss of liquid in this space has the effect that a gas cushion is formed in this liquid-filled space which escapes through the piston rod seal much faster than the liquid. An increased gas concentration in the liquid-filled space not only affects the lubrication between the piston rod and piston rod seal and leads to increased friction and wear of the piston rod seal, but also causes a gradual decrease in pressure inside the container, so that the spring force decreases after prolonged use, - Next is carried out the DE-PatAnm Wc. F 3 ^ 13 o9 & .3 proposed to seal the liquid-filled space from the high-pressure gas space of the pneumatic spring by means of a separating piston. This separating piston is provided with sealing elements which, on the one hand, bear against the piston rod and, on the other hand, seal against the inner wall of the container. Thereby occur between the separating piston and the inner *
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wand des Behälters bzw. der Außenfläche der Kolbenstange Reibungskräfte auf, so daß - verursacht durch die Betätigung der Gasfeder und/oder Schwankungen der Umgebungstemperatur - ein Druckgefälle vom Gasraum zum flüssigkeitsgefüllten Raum auftreten kann. Wegen verschiedener Diffusionseffekte wie Permeation und deren Temperatur", Druck- und Zeitabhängigkeit läßt sich unter den üblichen Betriebsbedingungen die Bildung geringer Gasmengen im flüssigkeitsgefüllten Raum nicht ausschließen, so daß die bereits geschilderten Nachteile, wenn auch in verminderter Form, auftreten können. Durch die bei einer Ausführungsform gezeigte Anordnung einer Feder wird ein größeres Druckgefälle zwischen dem unter Druck stehenden Gasraum und der flüssigkeitsgefüllten ölvorlage erzeugt, so daß dadurch die vorbeschriebenen Nachteile nicht beseitigt, sondern verstärkt werden.wall of the container or the outer surface of the piston rod frictional forces on, so that - caused by the actuation of the gas spring and / or fluctuations in the ambient temperature - a Pressure drop from the gas space to the liquid-filled space can occur. Because of various diffusion effects such as permeation and Their temperature, pressure and time dependency can, under normal operating conditions, lead to the formation of small amounts of gas do not exclude in the liquid-filled room, so that the disadvantages already described, albeit in a reduced form, may occur. By the one shown in one embodiment The arrangement of a spring creates a greater pressure gradient between the pressurized gas space and the liquid-filled oil reservoir generated, so that the above-described disadvantages are not eliminated, but reinforced.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Dichtungseinrichtung für eine Kolbenstange zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Konstruktionen vermeidet und eine einwandfreie Abdichtung über einen langen Zeitraum, zumindest ohne nennenswerten Verlust an Gas bzwt Arbeitsmedium, gewährleistet.The object of the present invention is to provide a sealing device for a piston rod, which avoids the disadvantages of the known constructions and a perfect seal over a long period of time, at least without appreciable loss of gas or t working medium, is ensured.
Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die den Trennkolben beaufschlagende Feder eine die Druckkraft des Gas- bzw, Arbeitsraumes unterstützende Federkraft auf den Trennkolben ausübt, Dadurch wird erreicht, daß in keinem Betriebszustand der Druck im mit Flüssigkeit bzw. Dichtmedium gefüllten Ringraum geringer als der Druck des Gas- bzw, Arbeitsraumes ist, wodurch die unerwünschten Diffusionseffekte zwischen dem Gasbzw, Arbeitsraum und dem mit Flüssigkeit bzw. Dichtmedium gefüllten Ringraum minimiert werden, Außerdem wird die prozentuale Druckschwankung an der Kolbenstangendichtung bei gegebener Innendruckschwankung vermindert, was die Konstruktion der Dichtung erleichtert, die meist nur für ein bestimmtes Druckgefälle optimiert ist und somit in einem Bereich günstiger Dichtwirkung betrieben werden kann. Eine derartige Dichtungseinrichtung ist auch für solche Fälle vorteilhaft, bei denen zumindest vorübergehend ein Unterdruck im Gas~ bzw, Arbeitsraum eintreten kann. Die Federkraft der den Trennkolben beaufschlagenden Feder wird dabei so groß gewählt, daß der Druck im mit Flüssigkeit bzw, DichtmediumAccording to the invention, this object is achieved in that the spring acting on the separating piston provides the compressive force of the gas or working space supporting spring force exerts on the separating piston. This ensures that in no operating state the pressure in the annular space filled with liquid or sealing medium is lower than the pressure in the gas or working space, whereby the undesired diffusion effects between the gas or working space and the filled with liquid or sealing medium Annular space can be minimized, In addition, the percentage pressure fluctuation at the piston rod seal for a given internal pressure fluctuation reduced, which facilitates the construction of the seal, which is usually only optimized for a certain pressure gradient is and can thus be operated in an area of favorable sealing effect. Such a sealing device is also advantageous for those cases in which at least a temporary negative pressure can occur in the gas or working space. The spring force the spring acting on the separating piston is selected so large that the pressure in the liquid or sealing medium
gefüllten Ringraum immer größer als der Außendruck ist, wodurch die Kolbenstangendichtung immer nur in einer Druckgefällerichtung zu wirken hat. Die den Trennkolben beaufschlagende Feder kann durch jede beliebige Feder gewählt werden. Dabei ist es nur wichtig, daß sie den Druck im mit Flüssigkeit bzw, Dichtmedium gefüllten Ringraum gegenüber dem Gas- bzw. Arbeitsraum nicht vermindert. Dementsprechend können ohne weiteres Zugfedern verwendet werden bzw. ist ein zweites Gaspolster oder Polster mit anderem geeignetem Medium als Feder denkbar. Eine sehr einfache, besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung erhält man da*· durch, daß die Feder als Druckfeder ausgebildet ist und sich an einer im Gas- bzw. Arbeitsraum befindlichen Anlagefläche abstützt. filled annulus is always greater than the external pressure, whereby the piston rod seal only ever in one pressure drop direction has to work. The spring acting on the separating piston can be selected by any spring. It is just there It is important that it does not reduce the pressure in the annular space filled with liquid or sealing medium compared to the gas or working space. Accordingly, tension springs can easily be used or a second gas cushion or cushion with another one suitable medium as a spring conceivable. A very simple one, especially one advantageous embodiment of the invention is obtained because * by that the spring is designed as a compression spring and is supported on a contact surface located in the gas or working space.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Feder als Schraubendruckfeder ausgebildet und bildet den Anschlag für den Trennkolben bei vorgesehener maximaler Füllung des mit Flüssigkeit bzw,'Dichtmedium gefüllten Ringraumes.In a further embodiment of the invention, the spring is a helical compression spring formed and forms the stop for the separating piston when the intended maximum filling of the with liquid or, 'sealing medium-filled annulus.
Um immer einen, wenn auch nur geringfügig größeren Druck im mit Flüssigkeit bzw, Dichtmedium gefüllten Ringraum aufrechtzuerhalten, ist die den Trennkolben beaufschlagende Feder so ausgelegt, daß die Federkraft erfindungsgemäß immer größer als die Reibungskraft der Trennkolbendichtung ist,To always have a pressure on me, even if only slightly To maintain the annular space filled with liquid or sealing medium, the spring acting on the separating piston is designed in such a way that that the spring force according to the invention is always greater than the frictional force the separating piston seal is
Eine sehr einfache Ausbildung des Trennkolbens und der Trennkolbendichtung wird - wie die Erfindung zeigt - dadurch erhalten, daß der Trennkolben und die Trennkolbendichtung einstückig ausgebildet sind,A very simple design of the separating piston and the separating piston seal is - as the invention shows - obtained in that the separating piston and the separating piston seal are integrally formed are,
An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert, Es zeigt;With reference to the embodiment shown in the drawing, the invention is explained in more detail below, It shows;
yig, i eine Gasfeder mit der erfindungsgemäßen Dichtungseinrichtung im Längsschnittjyig, i a gas spring with the sealing device according to the invention in longitudinal section
Fig, 2 den Längsschnitt einer Gasfeder mit einer weiteren Ausführungsform der D^chtungseinrichtung,2 shows the longitudinal section of a gas spring with a further embodiment the security device,
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
Die in Fig, 1 gezeigte pneumatische Feder 1 besitzt einen zylindrischen Behälter 2, wobei das eine Ende dieses Behälters 2 durch einen Behälterboden verschlossen ist, der zum Anbringen an einem Bauteil mit einem Gelenkauge versehen ist. Ein mit einer Kolbenstange 3 verbundener Kolben 4 gleitet auf der Innenwand des Behälters 2, während die Kolbenstange 3 mittels einer Kolbenstangenführung 5 geführt und durch eine Kolbenstangendichtung 6 nach außen abgedichtet ist. Durch einen Trennkolben 7? der aus einem Stützring 8 und einer Trennkolbendichtung 9 gebildet ist, wird ein flüssigkeitsgefüllter Ringraum 11 gegenüber einem unter Druck stehenden Gasraum 10 abgetrennt. Dieser Trennkolben 7 wird von einer Feder 12 beaufschlagt, die sich an einer im Gasraum 10 befindlichen Anlagefläche 13 abstützt, die vorzugsweise durch eine im Behälter 2 angeordnete Sicke gebildet ist, Die als Druckfeder ausgebildete 'Feder 12 weist eine Federkraft auf, welche größer als die Reibungskraft der Trennkolbendichtung 9 auf der Innenwand des Zylinders 2 und auf der Außenfläche der Kolbenstange 3 ist, Dadurch wird erreicht, daß der Druck im flüssigkeitsgefüllten Ringraum in Jedem Betriebszustand der Gasfeder größer als der Druck im Gasraum IO ist. Dies führt auch dazu, daß die Gasdiffusion aus dem Gasraum 10 in den flüssigkeitsgefüllten Ringraum 11 minimiert wird. Ein Nachsetzen der Trennkolbendichtung 9 ist bei allen Betriebszuständen gewährleistet, so daß wechselnde Temperaturen oder wechselnder Druck, verursacht durch die Betätigung der Gasfeder, keine Ausscheidung auch geringer Gasmengen in den flüssigkeitsgefüllten Ringraum 11 bewirken, Die von der Feder 12 ausgeübte zusätzliche Druckkraft auf den Trennkolben 7 kann auch in ungünstigen Fällen so groß gewählt sein, daß im flüssigkeitsgefüllten Ringraum 11 immer ein höherer Druck als auf der anderen Seite der Kolbenstangendichtung 6 herrscht. Dementsprechend ist auch bei solchen Anwendungsfällen die Kolbenstangendichtung 6 als einfache Dichtung auszuführen, da sie nur in einer Druckgefällerichtung beaufschlagt wird,The pneumatic spring 1 shown in FIG. 1 has a cylindrical container 2, one end of this container 2 being closed by a container base which is provided with a hinge eye for attachment to a component. A piston 4 connected to a piston rod 3 slides on the inner wall of the container 2, while the piston rod 3 is guided by means of a piston rod guide 5 and is sealed from the outside by a piston rod seal 6. By a separating piston 7? which is formed from a support ring 8 and a separating piston seal 9, a liquid-filled annular space 11 is separated from a pressurized gas space 10. This separating piston 7 is acted upon by a spring 12, which is supported on a contact surface 13 located in the gas chamber 10, which is preferably formed by a bead arranged in the container 2 Frictional force of the separating piston seal 9 is on the inner wall of the cylinder 2 and on the outer surface of the piston rod 3, This ensures that the pressure in the liquid-filled annular space in every operating state of the gas spring is greater than the pressure in the gas space IO . This also has the result that the gas diffusion from the gas space 10 into the liquid-filled annular space 11 is minimized. Repositioning of the separating piston seal 9 is guaranteed in all operating states, so that changing temperatures or changing pressure, caused by the actuation of the gas spring, do not cause even small amounts of gas to be released into the liquid-filled annular space 11 can also be chosen so large in unfavorable cases that there is always a higher pressure in the liquid-filled annular space 11 than on the other side of the piston rod seal 6. Accordingly, the piston rod seal 6 should also be designed as a simple seal in such applications, since it is only acted upon in one direction of pressure drop,
Die Ausführungsform gem, Fig, 2 unterscheidet sich von der gem. Fig, 1 im wesentlichen dadurch, daß der Trennkolben 7 durch einen Dichtring 14 gebildet ist, Dieser Dichtring 14 trennt den flüssigkeitsgefüllten Ringraum von dem unter Druck stehenden Gasraum, Die sich auf der im Gasraum 10 befindlichen Anlagefläche 13 ab-The embodiment according to FIG. 2 differs from that according to FIG. 1 essentially in that the separating piston 7 is formed by a sealing ring 14. This sealing ring 14 separates the liquid-filled Annular space from the pressurized gas space, which is located on the contact surface 13 located in the gas space 10
stützende Feder 12 wirkt über eine Stützscheibe 15 auf den Dichtring 14 und unterstützt die vom Gasdruck des Gasraumes IO auf den Trennkolben 7 ausgeübte Kraft,The supporting spring 12 acts via a supporting disk 15 on the sealing ring 14 and supports the gas pressure of the gas space IO force exerted on the separating piston 7,
Anstelle der als Schraubendruckfeder ausgebildeten Feder 12 können selbstverständlich beliebig gestaltete, mechanische oder pneumatische Federelemente Verwendung finden, welche eine die Druckkraft des Gasraumes 10 unterstützende Federkraft auf den Trennkolben 7 ausüben. Instead of the spring 12 designed as a helical compression spring, mechanical or pneumatic spring elements of any desired design can of course be used, which provide the compressive force of the gas space 10 exert supporting spring force on the separating piston 7.
29.01,1985
FRP-I Be/whm-January 29, 1985
FRP-I Be / whm-
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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