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Dichtung für Preßluftmaschinen Bei den Preßluftwerkzeugen bekannter
Art, deren Werkzeug an einer hin und her gehenden Stange befestigt und die mit dem
in einem Zylinder durch Druckluft Irin und her bewegten Arbeitskolben verbunden
ist, muß die Kolbenstange einerseits im- Zylinderende in geeigneter Weise geführt
ud auch gegenüber dem Zylinderinneren gut abgedichtet sein. Bisher besteht die Führung
und Abdichtung der Kolbenstange bei solchen Preßluftmaschmen, z. B. Preßluftstampfern,
in einer aus Hanf oder sonstigen nachgiebigen Abdichtstoffen bekannter Art gebildeten
Pakkung, die - durch Stopfbüchsenteilc zusammengepreßt und abdichtend auf die Kolbenstange
gedrückt wird. Diese Art der Dichtung hat den Nachteil, daß zwischen ihr und der
Kolbenstange ziemlich große Reibungen auftreten, die nur durch Zuführung von Schmiermitteln
auf ein erträgliches Maß herabzusetzen sind. Soll der für den,einwandfreien Betrieb
erforderliche Dichtheitsgrad erreicht werden, so muß die Pressung eine verhältnismäßig
große sein. Diese beträchtlichen, stets gleich großen Preßdrücke haben aber eine
lästige Bremswirkung auf die hin und her gehende Kolbenstange im Gefolge und setzen
damit den Wirkungsgrad solcher :Maschinen empfindlich herunter. Abgesehen davon
ist auch bei solchen Packungen aus nachgiebigen Stoffen der Verschleif.') ein sehr
großer, so daß dieselben häufig erneuert «-erden müssen. Schlie131ich unterliegen
die darin gleitenden Stangen ebenfalls einer starken Abnutzung und setzen dann den
Grad der Dichtheit empfindlich herab.
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An Stelle von nachgiebigen Hanfdichtungen o. dgl. hat man auch Dichtungsteile
,aus unnachgiebigen Stoffen anzuv-enden versucht, die dann durch einen geeigneten
Kraftspeicher, z. B. eine Feder o. dgl., zur Erzielung des erforderlichen Dichtungsdruckes
auf die Stange gepreßt «-erden. Auch bei dieser Ausführung unterliegt die hin und
her
gehende Kolbenstange der ständigen Bretliswirkung, hervargerufen
durch den :- immer gleichbleibenden Dichtungsdruck auf die Packungsteile, und solche
Dichtungen haben, da ihre Teile in der Regel aus Metall bestehen, ein hohes Cietvicht.
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Demgegenüber bringt die Dichtung nach der Erfindung einen erheblichen
technischen Fortschritt, indem dieselbe so durcbgebildet ist, daß der Dichtungsdruck
auf die hin und her gehende Kolbenstange nur dann auftritt, wenn er erforderlich
ist, während er für den übrigen Teil des Arbeitstaktes des Werkzeuges aufgehoben
ist. Dadurch werden die Reibungskräfte auf ein Mindestmaß herabgesetzt und der Wirkungsgrad
solcher Preßluftwerkzeuge erheblich gesteigert.
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Zur Erreichung der angestrebten Wirkung sieht die Dichtung nach der
Erfindung die Anordnung von mehreren Dichtungsringen mit zum Teil schrägen, an sich
zum Teil bekannten Grenzflächen in Verbindung mit einem Luftraum zwischen den Arbeitskolben
und der Packung, dessen Druck durch einen Kanal gesteuert wird, vor. Erfindungsgemäß
Everden die aus abdichtendem, selbstschmierendem und verschleißfestem Kunststoff
bestehenden Teile beim Rückhub der Kolbenstange unter der Wirkung der Druckluft
und gegellenenfalls durch die Ausnutzung der Reibungskräfte zwischen ihnen und der
Kolbenstange dichtend auf diese gedrückt. während beim Arbeitshub durch die Entlüftung
des Rückhubluftraumes und unter Benutzung jener Reibungskräfte der Dichtungsdruck
auf die Packungsteile aufgelloben ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist eine symmetrische Ausbildung
der Pakkungsringe vorgesehen, so daß nur die den Rückhub der Kolbenstange bewirkende
Druckluft den Dichtungsdruck auf die Packungsteile ausübt.
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In der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt, und zwar veranschaulicht Fig. i den Längsschnitt durch eine Dichtungspackung
für Preßluftwerkzeuge, Fig.2 eine weitere Ausführungsart derselben, ebenfalls im
Längsschnitt, und Fig. 3 einen Querschnitt .-1-.F3 nach Fig. z. Bei der in Fig.
i gezeigten Ausführung veranschaulicht i das Ende eines Preßluftstampferzylinders,
in dessen Bohrung sich der Arbeitskolben 2 hin und her bewegt. Der Arbeitskolben
2 ist mit einer Kolbenstange 3 fest verbunden, deren anderes nicht ersichtliches
Ende einen Stampferfuß oder ein sonstiges. Werkzeug bekannter Art tragen kann. In
der dargestellten Ausführung besitzt die Kolbenstange einen quadratischen Querschnitt,
sie kann aber auch rund sein oder jede andere zweckentsprechende (I)uerschnittsform
haben.
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Die Kolbenstange ,; ist in einer Z)iciltunrspackung geführt, die aus
einer Büchse @. den im vorliegenden Falle mehrteiiigeti l>ichtun:gsringen 5 und
6, der daztt-ischenlic"enden Dichtungsscheibe,- und dein H@iltestiick 8 besteht.
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Das Haltestück S ist mit seinem lltrricl 'l zwischen. der Stirnfläche
des Zviinders t und dem darübergreifenden Rand io einer i`bl rzvurfmutter i i festgeklemmt,
ciie mit dein Gewinde 12 auf das Ende des Z--fnders i auf, geschraubt ist. Durch
eine Gegenmutter 1-kann die überwurfmutter i i in jeder rewünschten Stellung auf
dein Z@-iit:dci- t festgelegt werden.
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Bei der in Fig. i dargestellten Ausführung sind die gegeneinanderliegendcn
Stirnflächen der Teile .l, 5, 6, ,^ und S, welche aus abdichtendem, selbstschmierendem
und. vcrschleißfestem Kunststoff hesteher, nach Art der bekannten Stopfbüchsen kegelforinig
ausgebildet. und zwar derart, daß die verjüngteli Enden dem Schlagkolben 2 zugewandt
sind. Die \eigung des Kegels kann nach @Ial:,galx der gewünschten mehr oder u-eniger
grol.,eti Iieilwirku'ng beliebig gewätllt werden.
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Die Büchse 4. bildet mit ihrem vel-jüligtcli, in die Bohrung des Zylinders
hineinragenden Ende den Abschluß des Zylinderraumes 1.1 für die Rückhubluft, der
auf der anderen Seite durch den verschiebbaren Arbeitskolben 2 abgegrenzt ist. Die
Rückhubluft wird dem Raum 14. durch einen Luftkanal 15 zugeführt.
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In der Fig. 2 sind die Dichtungsringe. 16 und 1;, -zwischen denen
die Dichtungsscheibe I S liegt, auf ihrer, der letzteren zugekehrten Stirnfläche
eben gestaltet, während sich die Stirnfläche des Dichtungsringes 16 nach der dein
Arbeitskolben 2 zugekehrten Seite konisch verjüngt, während die dein Arbeitskolben
abgewandte Stirnfläche des Dichtungsringes 17 sich nach dein Arbeitskolben 2 ztl
konisch verstärkt.
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Damit die Dichtungsringe 5, 6 bzw. 16 und 17 sich gut der Querschnittsform
der Kolbenstange ; anpassen, sind sie, wie aus Fig. 3 zu erkennen ist, in zwei Teile
getrennt. So besteht der Ring 17 aus den Teilen i,~, und 17;" zwischen denen beim.
Auflegen auf die Kolbenstange 3 entsprechende Zwischenräume 17,. stehenbleiben.
Desgleichen ist auch der Dichtungsring 16 geteilt, und seine Teile werden so auf
die Kolbenstange aufgelegt, daß, wie die Fig.3 erkennen läßt, die zwischen seinen
Teilen entstehenden Zwischenräume 16, ztt denen des Ringes 17 zersetzt sind. auf
diese Weise wird unter Zivischenschaltung
der Dichtungsscheibe
18 eine Labyrinthdichtung zwischen den Teilen 5, 6 und 7 bzw. 16, 17 und r8 erzeugt.
Es liegt im Bereich der Erfindung, die Dichtungsringe auch in mehr als 2 Teile zu
trennen bzw. bei Kolbenstangen von rundem Querschnitt lediglich einen Schlitz vorzusehen,
wodurch die Ringe in bestimmten Grenzen federn können. Die Verwendung von spezifisch
leichtem Kunststoff für die Dichtungsteile hat ,auch eine vorteilhafte Herabsetzung
des Preßluftwerkzeuggewichtes zur Folge.
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Die Dichtungspackung gemäß der vorstehend geschilderten Ausführungen
wirkt -wie folgt: Führt der Arbeitskolben 2 und damit die Kolbenstange 3 in der
.angedeuteten Weise in Pfeilrichtung den Arbeitshub aus, d. h. der Arbeitskolben
2 bewegt sich auf die Pakkung zu, so ist der in Bewegungsrichtung des Kolbens 2
vor demselben liegende Raum 14. entlüftet, -und die zwischen den Teilen 5 und 6
und der Kolbenstange 3 ,auftretende Reibung verursacht unter der Keilwirkung der
konischen Stirnflächen dieser Teile, daß sich diese von der Stange abheben und damit
die Reibung zwischen ihnen und der Stange aufgehoben ist. Der Schlaghub ist daher
durch keinerlei Bremswirkung behindert, und die von der Druckluft auf den Arbeitskolben
übertragenen Kräfte können sich voll auf die Kolbenstange 3 und das damit verbundene
Werkzeug auswirken.
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Beim Rückhub gelangt Druckluft über den Kanal 15 in den Raum 14. des
Zylinders r und bewirkt einerseits das Zurückeilen des Arbeitskolbens 2. Anderseits
wirkt aber die Druckluft zugleich auf die den Raum 14 begrenzende Stirnfläche der
Büchse q., so daß diese einen Drück auf die Packungsfelle 5, 6, 7 und das feststehende
Teil 8 ausübt. Unter der Keilwirkung der konischen Stirnflächen dieser Dichtungsteile
werden dieselben nunmehr auf die Kolbenstange 3 bzw. gegen ihre Aufnahmeöffnung
im Zylinder gedrückt und verursachen so die erforderlicle Abdichtung des Raumes
14 gegen die Außenluft während des Rückhubes. Unterstützt wird die Dichtheit noch
durch die während des Rückhubes zwischen den Dichtungsteilen und der Kolbenstange
auftretenden Reibungskräfte, welche ebenfalls unter der Keilwirkung der schrägen
Stirnflächen jener Teile dieselben auf die Oberfläche der Kolbenstange saugen.
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Ähnlich ist die Wirkung bei der in der Fig.2 gezeigten Ausführungsart,
jedoch mit dem Unterschied, daß hier die Reibungskräfte zufolge der sich aufhebenden
Keilwirkung der entgegengesetzt gerichteten konischen Flächen der Dichtungsringe
16 und 17 nicht zur Entfaltung kommen und lediglich der Druck der Rückhubluft auf
die Büchse 4. den Dichtungsdruck erzeugt.