DE3509891A1 - Kolbenstangenloser zylinder - Google Patents

Description

- A 14 902-Herion

Be s ehre ibung

Die Erfindung betrifft einen kolbenstangenlosen Zylinder mit einem axial verschieblichen Kolben, der einen Kraftübertragungsbügel trägt, der durch einen Längsschlitz in der Zylinderwand nach außen ragt, sowie mit einem flexiblen Dichtband, das den Längsschlitz beidseitig des Kolbens abdichtet.

Aus der DE-PS 21 62 572 ist ein kolbenstangenloser Zylinder der vorgenannten Art bekannt. Dieser Zylinder hat ein Dichtband aus einem magnetisierbaren Stahl. Längs des Zylinders sind Magnete angeordnet, die das Dichtband in einer Nut des Längsschlitzes halten und ein Absacken des Dichtbandes in den Innenraum des Zylinders verhindern sollen. Diese bekannte Ausbildungsform ist wegen der Verwendung der Magnete aufwendig und 4·ch nicht befriedigend, da der Längsschlitz von außen nicht abgedeckt und damit gegen das Eindringen von Schmutz nicht geschützt ist.

Aus der DE-PS 31 24 878 ist ein kolbenstangenloser Zylinder bekannt, der zwei Dichtbänder, ein inneres und ein äußeres, aus einem elastomeren Material verwendet. Das innere Band hat einen längsverlaufenden Steg mit Keilflächen und das äußere hat eine längsverlaufende Nut, ebenfalls mit Keilflächen, die mit denjenigen des Steges zusammenwirken. Der Steg wird abhängig von der Bewegung des Kolbens auf dessen einer Seite fortlaufend aus der Nut herausgeführt und auf dessen anderer Seite wieder in die Nut hineingedrückt, wobei die Keilflächen des Steges mit den Keilflächen der Nut eine lösbare Verrastung bewirken. Diese Ausbildung des Dicht-

bandes ermöglicht zwar eine Abdichtung auch von außen, und das innere Dichtband ist durch das äußere Dichtband gegen Absacken in den Zylinderinnenraum gehalten, es sind aber eben zwei Dichtbänder erforderlich, die fortwährend in Eingriff und außer Eingriff miteinander gebracht werden müssen.

Die Erfindung sucht diese Nachteile zu vermeiden.

Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, einen kolbenstangenlosen Zylinder und insbesondere ein Dichtband für einen solchen Zylinder zu schaffen, das bei einfachem Aufbau dessen Längsschlitz von innen und außen abdichtet und das auch bei drucklosem Zylinder zuverlässig im Längsschlitz gehalten ist.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das einteilige Dichtband mit seiner einen Längsseite ständig an der einen Längswand des Längsschlitzes verankert ist, während an seiner anderen Längsseite im Abstand voneinander' zwei Dichtlippen ausgebildet sind, die innen und außen an der anderen Längswand des LängsSchlitzes anliegen.

Vorzugsweise ist der Kraftübertragungsbügel mit einer Abkröpfung versehen, die zwischen den beiden Dichtlippen des Dichtbandes liegt und durch welche die Dichtlippen bei der Hubbewegung des Kolbens innen und außen von der anderen Längswand des Längsschlitzes abhebbar sind.

Die Abkröpfung hat zweckmäßigerweise einen Steg, der sich radial durch den Längsschlitz erstreckt und an den sich zwei Schenkel anschließen, die schräg vom Dichtband weggerichtet sind und auf denen die Dichtlippen aufliegen.

Vorteilhafterweise hat das im Querschnitt etwa I-förmige Dichtband einen Verbindungssteg für die Dichtlippen, der sich im und längs des Längsschlitzes erstreckt und auf dessen dem Steg des KraftübertragungsbUgel zugewandten Stirnseite ein Metallband angebracht ist, um Abrieb und Verschleiß zu vermindern.

Die innere Dichtlippe ist vorteilhafterweise durch ein z.B. eingespritztes Metallband verstärkt, das zur Erhöhung der Flexibilität mit Schlitzen und zur besseren Verbindung mit dem Material der Dichtlippe mit Löchern versehen sein kann.

Vorzugsweise ist schließlich das Dichtband auf seiner Verankerungsseite innen und außen mit einem Schenkel versehen, wobei die Schenkel die Längswand innen und außen umgreifen. Jeder Schenkel hat zweckmäßigerweise einen längsverlaufenden Wulst, und die Wulste sind in Nuten an der Innen- und Außenseite der Längswand eingerastet.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Figur 1 schematisch im Längsschnitt einen kolbenstangenlosen Zylinder zeigt.

Figur 2 zeigt einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Figur Figur 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie 3-3 von Figur

Figur h zeigt vergrößert und im Schnitt die Anordnung des Dichtbandes im Längsschlitz des Zylinders.

Figur 5 zeigt in Draufsicht ein Metallband zur Verstärkung einer Dichtlippe des Dichtbandes.

Der in Figur 1 dargestellte kolbenstangenlose Zylinder 200 hat ein zylindrisches Rohr 202 mit einem Innenraum, in welchem ein Kolben 204 axial beweglich angeordnet und geführt

ist. Der Kolben 204 hat zwei Kolbenköpfe 206, die durch einen Kolbenschaft 208 miteinander verbunden sind.

Das Rohr 202 ist an beiden Stirnseiten durch je einen , Deckel 210 geschlossen, und in jedem der beiden Deckel ist ein Anschluß 212 für die Zufuhr und Abfuhr eines Druckmittels, insbesondere Druckluft, ausgebildet.

Das Rohr 202 hat einen durchgehenden Längsschlitz 214, der durch ein flexibles Dichtband 216 abgedichtet wird, das an beiden Enden mittels geeigneter, nicht dargestellter Halterungen an den Deckeln 210 befestigt ist.

Am Kolbenschaft 208 ist ein Kraftübertragungsbügel 218 befestigt, z.B. angeschraubt, der durch den Längsschlitz 214 nach außen geführt ist und an dem z.B. ein Schlitten 220 befestigt ist, der in Betrieb des Zylinders 200 durch die Hubbewegung des Kolbens 204 hin- und herbewegbar ist. Der Schlitten 220 selbst kann, was nicht dargestellt ist, mit einem anderen vom Zylinder 200 zu betätigenden Element verbunden sein.

Das Dichtband 216 hat, wie Figur 2 zeigt, etwa I-förmigen Querschnitt und es ist im Längsschlitz 214 angeordnet, wie im einzelnen noch erläutert wird.

Das Rohr 202 hat, wie die Figuren 2 und 3 zeigen, eine unterschiedliche Wandstärke, die im dem Längsschlitz 214 gegenüberliegenden Querschnitt am stärksten ist und dann zum Längsschlitz 214 hin abnimmt, wodurch der Widerstand gegen Aufweitungen infolge des Innendrucks erhöht wird.

Das Dichtband 216 ist längs seiner einen Längsseite ständig an der einen, den Längsschlitz 214 begrenzenden Längswand 222 des Rohres 202 verankert, während es an seiner an-

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deren Längsseite mit einer inneren Dichtlippe 226 und einer äußeren Dichtlippe 228 versehen ist, die den Längsschlitz 214 abdichten. Die innere Dichtlippe 226 dichtet gegen den Innendruck im zylindrischen Rohr 202 ab, und die äußere Dichtlippe 228 dichtet gegen Verschmutzung von außen ab.

Die äußere Dichtlippe 228 liegt auf der Außenfläche 232 der anderen Längswand 224 des Schlitzes 214 auf, und die innere Dichtlippe 206 liegt an der Innenfläche 230 der Längswand 224 an und wird durch den Innendruck im Rohr 202 gegen diese Innenfläche 230 im Betrieb angedrückt.

Die Dichtlippen 226, 228 sind durch einen Verbindungssteg 242 verbunden, der deutlicher in Figur 4 dargestellt ist.

Wie Figur 3 und vergrößert Figur 4 zeigen, ist der Kraft-Übertragungsbügel 218 in dem Abschnitt, der sich durch den Längsschlitz 214 hindurch erstreckt, mit einer doppelten Abkröpfung 234 versehen, die durch einen Steg 236 und zwei sich an diesen anschließende Schenkel 238, 240 gebildet ist. Der Steg 236 verläuft praktisch radial durch den Längsschlitz 214, während die Schenkel 238 und 240 schräg, d.h. in einem spitzen Winkel vom Dichtband 216 weggerichtet sind.

Wie Figur 4 zeigt, liegt die Abkröpfung 234, radial gesehen, zwischen den Dichtlippen 226 und 228, die entsprechend auf den Schenkeln 238, 240 der Abkröpfung 234 aufliegen. Die Schenkel 238, 240 werden, soweit wie es konstruktiv möglich ist, gegen den Steg 236 geneigt, um die Formänderungsarbeit der Dichtlippen 226, 228 möglichst klein zu halten.

Der Winkel zwischen den Schenkeln und einer Horizontalen, bezogen auf Figur 4, kann z.B. zwischen 15 und 45° liegen.

Das Dichtband 216 hat, wie bereits erwähnt, einen Verbindungssteg 242, der in und längs des Längsschlitzes 214 liegt und die beiden Dichtlippen 226, 228 verbindet.

An der dem Steg 236 des Kraftübertragungselementes 218 gegenüberliegenden Stirnseite ist der Verbindungssteg 242 des Dichtbandes 216 mit einem Metallband 244 belegt, das z.B. am Verbindungssteg 242 anvulkanisiert oder in anderer Weise befestigt sein kann. Durch das Metallband 244 wird ein direkter Kontakt des Steges 236 mit dem Verbindungssteg 242 vermieden und dadurch Reibung und Verschleiß vermindert.

Das Metallband 244 kann darüber hinaus auch als Wegaufnehmer für den Weg des Kolbens und damit des Schlittens 220 benutzt werden, z.B. durch Messung seines elektrischen Widerstandes unter Verwendung eines geeigneten Schleifers, oder es kann eine digitale Messung angewendet werden mit Unterteilung des Metallbandes 244 in Segmente und Verwendung z.B. eines Hall-Sensors, oder es kann eine magnetostriktive Messung vorgesehen werden.

Die innere Dichtlippe 226, die gegen den Innendruck im Rohr 202 abdichtet, ist mit einem Metallband 246 versehen, das beispielsweise in die Dichtlippe 226 eingespritzt sein kann,und das zur Verstärkung der inneren Dichtlippe dient. Zur besseren Verbindung des Metallbandes 246 mit der Dichtlippe 226 kann das erstere mit Löchern 250 versehen sein, außerdem kann es mit geradlinigen oder, wie in Figur 5 dargestellt, mit T-förmigen Schlitzen ausgestattet sein, wodurch die Flexibilität des Bandes und damit der inneren Dichtlippe 226 erhöht wird.

Das Dichtband 216 ist ferner, wie die Figuren 2 und 3, aber insbesondere Figur 4 zeigen, auf seiner Verankerungsseite, d.h. auf der den Dichtlippen gegenüberliegenden Seite mit

einem inneren Schenkel 252 und einem äußeren Schenkel 254 versehen, die sich ebenso wie die Dichtlippen über die gesamte Länge des Dichtbandes erstrecken.

Der innere Schenkel 252 liegt an der Innenfläche 256 der Längswand 222 an, und der äußere Schenkel 254 liegt an der Außenfläche 258 (Figur 2) der Längswand 222 an. Die beiden Schenkel 252, 254 können z.B. unter Vorspannung auf diesen Flächen aufliegen und diese umgreifen, zur besseren Verankerung sind aber beide Schenkel mit je einem längsveüaufenden Wulst 260 versehen, von denen jeder in eine entsprechende, nicht näher bezeichnete Nut in der Längswand 222 eingreift bzw. in dieser Nut verrastet ist.

Die allgemeine Arbeitsweise des kolbenstangenlosen Zylinders ist bekannt.

Bei der erfindungsgemäßen Ausführungsform ist das Dichtband 216 an seiner einen Längsseite ständig ortsfest in der den Längsschlitz 214 auf einer Seite begrenzenden Längswand 222 verankert. Bei der Hin- und Herbewegung des Kolbens und damit des Kraftübertragungsbügels 218 werden, nur die beiden Dichtlippen 226 und 228 aus ihrer Dichtstellung, wie in Figur 2 gezeigt, durch die Schenkel 238 und 240 des Kraftübertragungselementes 218 (im Bereich zwischen den Kolbenköpfen 206, Figur 1) abgehoben, wie die Figuren 3 und 4 zeigen. Vor und hinter dem Kraftübertragungselement 218 werden die Dichtlippen wieder gegen die Dichtflächen, d.h. die Innenfläche 230 um die Außenfläche 232 (Figur 3) angelegt.

Die innere Dichtlippe 226 insbesondere wird hierbei durch den Innendruck im Rohr 202 gegen die Innenfläche 230 angedrückt, während die äußere Dichtlippe 228, ebenso wie die

innere Dichtlippe 226, eine ausreichende Vorspannung hat, so daß beide Dichtlippen selbsttätig rückgestellt, d.h. gegen ihre Dichtflächen angelegt werden, sobald sie den Bereich der Schenkel 238, 240 wieder verlassen haben.

Der Verbindungsquerschnitt zwischen Dichtlippen und Verbindungssteg 242 ist so gewählt, daß er den Dichtlippen die erforderliche Flexibilität ermöglicht, aber ihnen auch genügend Vorspannung zur Rückstellung in die Betriebslage gibt.

Die Schenkel 238 und 240 des Kraftübertragungselementes 218 sind an ihren Rändern zweckmäßigerweise abgeschrägt und abgerundet, wie bei 262 in Figur 1 gezeigt, um Reibung und Verschleiß herabzusetzen und ein sanftes und stetiges Abheben der Dichtlippen zu bewirken.

Bei dem erfindungsgemäßen Dichtband entsteht nur eine sehr geringe Reibung. Die Formänderungsarbeit ist wegen der geringen Verformung, d.h. wegen des kleinen Biegewinkels, ebenfalls sehr klein. Hierdurch werden Energieverluste reduziert und die Standzeit des Dichtbandes erhöht.

Das erfindungsgemäße Dichtband ist ferner einfach und schnell montierbar, da nur die Wülste 260 der Schenkel 252, 254 in die entsprechenden Nuten in der Wand des Rohres 202 einzudrücken oder einzurasten sind.

Anstelle des Metallbandes 244 kann auch ein geeignetes z.B. glasfaserverstärktes oder kohlefaserverstärktes Kunststoffband verwendet werden, in das ggf., um es elektrisch leitend zu machen, Metallpartikel eingelagert sein können.

Claims (1)

1. Herion

   Patentansprüche

   1. Kolbenstangenloser Zylinder mit einem axial verschieblichen Kolben, der einen Kraftübertragungsbügel trägt, der Jf durch einen Längsschlitz in der Zylinderwand nach außen ^ ragt, sowie mit einem flexiblen Dichtband, das den Längsschlitz beidseitig des Kolbens abdichtet, dadurch gekennzeichnet, daß das einteilige Dichtband (216) mit seiner einen Längsseite ständig an der einen Längswand (222) des Längsschlitzes (214) verankert ist, während an der anderen Längsseite .im Abstand voneinander zwei Dicht lippen (226, 228) ausgebildet sind, die innen und außen an der anderen Längswand (224) des Längsschlitzes (214) anliegen.

   2. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftübertragungsbügel (218) in seinem durch den Längsschlitz (214) hindurchgreifenden Abschnitt eine doppelte Abkröpfung (234) aufweist, die zwischen den beiden Dichtlippen (226, 228) liegt, und durch welche die Dichtlippen bei der Hubbewegung des Kolbens (204) innen und außen von den Dichtflächen (230, 232) der Längswand (224) abhebbar sind.

   3. Zylinder nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkröpfung (234) einen Steg (236) aufweist, der sich im wesentlichen radial durch den Längsschlitz (214) erstreckt, sowie zwei sich an den Steg (236) anschließenden Schenkel (238, 240), die schräg vom Dichtband (216) weg gerichtet sind, und auf denen die Dichtlippen (226, 228) aufliegen. f

   Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das im Querschnitt etwa I-förmige Dichtband (216) einen Verbindungssteg (242) für die Dicht-

   lippen (226, 228) hat, der sich im und längs des Längsschlitzes (214) erstreckt und dessen dem Steg (236) des Kraftübertragungselementes (218) zugewandte Stirnseite mit einem Metallband (244) belegt ist.

   5. Zylinder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

   gekennzeichnet, daß die innere Dichtlippe (226) durch ein z.B. eingespritztes Metallband (246) verstärkt ist.

   6. Zylinder nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (246) geschlitzt und/oder gelocht ist, zur Erhöhung der Flexibilität und zur besseren Verbindung mit der Dichtlippe.

   7. Zylinder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtband (216) auf seiner zu den Dichtlippen entgegengesetzten Seite innen und außen mit einem Schenkel (252, 254) vasehen ist, welche die Längswand (222) innen und außen umgreifen.

   8. Zylinder nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schenkel (252, 254) einen längsverlaufenden Wulst (260) besitzt und die Wulste (260) in Nuten an der Innen- und Außenseite der Längswand (222) eingerastet sind.