DE7836994U1 - Kolben für insbesondere mit Druckluft betriebene Arbeitszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für insbesondere mit Druckluft betriebene Arbeitszylinder, der einen mit der Kolbenstange verbundenen zylindrischen Stahlkern, z. B. in Gestalt einer Scheibe, und einen auf diesen Kern aufgesetzten Abdichtungsring mit angeformten Dichtlippen aus Gummi und gummiähnlichem Kunststoffmaterial mit abdichtenden Eigenschaften besitzt.

Bei Kolben der hier infrage stehenden Art muß einerseits Gewähr dafür vorhanden sein, daß sie während ihrer hin und her gehenden Bewegung im Zylinder gut geführt werden, andererseits muß aber auch sichergestellt sein, daß eine gute Abdichtung zwischen dem Kolben und den den Kolben führenden Zylinderwänden vorhanden ist, daß also die Räume zu beiden Seiten des Kolbens gut gegeneinander abgedichtet sind. Die bekannten vergleichbaren Anordnungen der hier infrage stehenden Art bringen keine optimale Lösung der obigen Aufgabe mit sich oder sind verhältnismäßig aufwendig.

Demgegenüber besteht das Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Kolbenanordnung der hier infrage stehenden Art zu schaffen, die bei einfachem Aufbau - und entsprechend einfacher Montage - einerseits Gewähr dafür gibt, daß eine sichere Abdichtung zwischen dem Kolben und den diesen Kolben führenden Zylinderwänden besteht, und andererseits auch sicherstellt, daß der Kolben ohne große Reibung gut und sicher geführt wird. Die Erfindung ist hierbei von einem Kolben ausgegangen, deren Stahlkern mit einem Abdichtungsring mit angeformten Dichtlippen aus Gummi oder Kunststoffmaterial mit abdichtenden Eigenschaften überzogen ist.

Zu dem oben genannten Zweck ist gemäß der Erfindung bei der neuen Anordnung vorgesehen, daß auf den Abdichtungsring aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoffmaterial ein in axialer Richtung mit Bezug auf den Kolben fixierter, in radialer Richtung federnder Führungsring aufgesetzt ist, der aus einem eine ausreichende Festigkeit aufweisenden, gleitfähigen Kunststoffmaterial besteht. Hierbei kann z. B. der Führungsring geschlitzt sein. Zweckmäßigerweise hat der Führungsring im Querschnitt die Gestalt eines flachgelegten E, wobei vorteilhafterweise der Quersteg des E parallel zum Umfang der den Kolben bildenden Scheibe verläuft, an dem er im übrigen anliegt, und die beiden Schenkel des E die Scheibe im Bereich des Umfangsrandes an einander gegenüberliegenden Seiten her umfassen. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn der Führungsring, der z. B. aus einem mit Graphit gefüllten Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus der Gruppe der Polyamide, besteht, federnd aufgelagert ist, indem er mit seinem Innenumfang auf einer Partie des aus elastisch-nachgiebigem Material bestehenden Abdichtungsringes aufliegt.

Die erfindungsgemäße Anordnung bringt den Vorteil mit sich, daß nunmehr eine einwandfreie Führung des Kolbens im Zylinder gewährleistet und weniger Reibung als bei den bekannten vergleichbaren Anordnungen zwischen den Kolben und den Zylinderwänden vorhanden ist. Der konstruktive Aufwand ist einfach, die Montage ist leicht und ebenfalls einfach, die Herstellungskosten sind entsprechend niedrig. Bei alledem ist eine einwandfreie Dichtigkeit zwischen Kolben und Zylinderwänden gewährleistet. Insgesamt ist also ein Kolben geschaffen worden, der einerseits vom Prinzip des federnd anliegenden Dichtungsringes Gebrauch macht, der sich je nach Druck und Verschleiß selber nachstellt und darüberhinaus größere Zylindertoleranzen ausgleichen kann, und der andererseits eine geringere Masse aufgrund seiner Ausbildung vollständig aus Kunststoff besitzt, so daß am Hubende weniger Dämpfungsarbeit zu leisten ist. Aufgrund der großen Führungsfläche am Kolben, des gleitfähigen Materials und der besonderen Ausführung der Abdichtung ist die Reibung wesentlich herabgesetzt, so daß evtl. auch ein schmierungsfreier Betrieb möglich ist. Die Abdichtungsfunktion ist dennoch nach wie vor äußerst gut.

Zweckmäßigerweise besitzt die den Stahlkern des Kolbens bildende Scheibe mehrere, z. B. 10 bis 12 an ihrem Umfang entlang gleichmäßig verteilte, nach außen offene und eine etwa kreisbogenförmige Kontur aufweisende Ausnehmungen, in die das Material des Abdichtungsringes von außen her eintreten kann, wobei vorteilhafterweise der Außenumfang der den Stahlkern des Kolbens bildenden Scheibe vollständig von dem Material des Abdichtungsringes abgedeckt ist und die Dicke der aufliegenden Schicht in den Bereichen der Ausnehmungen größer als in den dazwischenliegenden Bereichen ist. Diese Anordnung hat andererseits den Vorteil eines geringeren konstruktiven Aufwandes, andererseits ist die Herstellung und die Montage relativ einfach, sie kann leicht ausgeführt werden: Man muß zunächst den Abdichtungsring auf den Stahlkern des Kolbens aufspritzen und dann kann man den Führungsring auf den Abdichtungsring federnd aufsetzen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Kolben gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht in einem axialen Schnitt

Fig. 2 den Stahlkern des Kolbens nach Fig. 1 in einer Vorderansicht in Teildarstellung und

Fig. 3 den Führungsring der Anordnung nach Fig. 1 in einer Vorderansicht in schematischer Darstellung.

Der erfindungsgemäße Kolben, der insbesondere bei mit Druckluft betriebenen Arbeitszylindern einzusetzen ist, ist allgemein in der Zeichnung mit 1 bezeichnet und besitzt einen mit der Kolbenstange verbundenen zylindrischen Stahlkern 2, der bei dem in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiel die Gestalt einer Scheibe hat. Auf diesem Kern ist ein Abdichtungsring 3 aufgesetzt, der angeformte Dichtlippen 10, 11 besitzt und aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoffmaterial mit abdichtenden Eigenschaften besteht. Dieser Abdichtungsring wird normalerweise auf den Stahlkern des Kolbens aufgespritzt und besitzt, wie bereits ausgeführt, an seinen einander gegenüberliegenden axiale Enden zwei angeformte, jeweils ringförmig verlaufende Dichtlippen 10, 11, die in einander entgegengesetzten Richtungen und jeweils schräg nach außen und zum zugehörigen axialen Ende hin weisen. Mit Hilfe dieser Dichtlippen wird eine einwandfreie Abdichtung des Kolbens gegenüber dem Zylinder, also eine
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zu beiden Seiten des Kolbens gewährleistet. Der Stahlkern des Kolbens wird im Bereich des äußeren Randes durch Partien 12 und 13 des Abdichtungsringes abgedeckt.

Zur Führung des Kolbens dient ein Führungsring 4, der auf dem Abdichtungsring 3 aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoffmaterial aufgesetzt ist und hierbei einerseits auf dem Führungsring federnd sitzt und andererseits in axialer Richtung mit Bezug auf den Kolben fixiert ist. Dieser Führungsring besteht aus einem eine ausreichende Festigkeit aufweisenden, gleitfähigen Kunststoffmaterial, z. B. aus einem mit Graphit gefüllten Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus der Gruppe der Polyamide. Um zu erreichen, daß der Führungsring auf dem Abdichtungsring federnd aufsitzt, ist der Führungsring geschlitzt, wie bei 8 dargestellt ist (vgl. Fig. 3), darüberhinaus ergibt sich die Federung auch infolge der Tatsache, daß der Führungsring auf dem Abdichtungsring aufsitzt, der aus elastischem Material besteht. Die axiale Fixierung des Führungsringes ergibt sich dadurch, daß man dem Führungsring im Querschnitt die Gestalt eines flachgelegten E gibt, wie z. B. aus Fig. 1 zu erkennen ist. Hierbei ist der Quersteg 5 des E parallel zum Umfang der den Kolben bildenden Scheibe angeordnet, die beiden Schenkel des E, die mit 6 und 7 bezeichnet sind, umfassen die Scheibe im Bereich des Umfangsrandes an einander gegenüberliegenden Seiten und liegen in Vertiefungen 14, 15 am Abdichtungsring ein. Es ergibt sich auf diese Weise eine sichere, gute axiale Arretierung des Führungsringes mit Bezug auf den Kolben, ganz abgesehen davon, daß dadurch die Montage erleichtert wird.

Wie bereits gesagt, ist der Führungsring federnd aufgelagert, indem er mit seinem Innenumfang auf einer Partie des aus elastisch nachgiebigem Material bestehenden Abdichtungsringes aufliegt. Der Stahlkern des Kolbens in Gestalt einer Scheibe besitzt mehrere, z. B. 10 bis 12 am Umfang entlang gleichmäßig verteilte Ausnehmungen 9, die nach außen offen sind und eine etwa kreisbogenförmige Kontur aufweisen, und in die das Material des Abdichtungsringes 3 von außen her eintritt, wie aus Fig. 1 oben zu erkennen ist. Der Außenumfang der den Stahlkern des Kolbens bildenden Scheibe wird hierbei vollständig von dem Material des Abdichtungsringes abgedeckt, wobei die Dicke der aufliegenden Schicht in den Bereichen der Ausnehmungen größer als in den dazwischenliegenden Bereichen ist. Auch diese Maßnahme ergibt sich einerseits aus den Gegebenheiten bei der Herstellung, andererseits wird auf diese Weise erreicht, daß der Abdichtungsring eine federnde Lagerung für den Führungsring bildet.

Claims (10)

1. Kolben für insbesondere mit Druckluft betriebene Arbeitszylinder, der einen mit der Kolbenstange verbundenen zylindrischen Stahlkern, z. B. in Gestalt einer Scheibe und einen auf diesem Kern aufgesetzten Abdichtungsring mit angeformten Dichtlippen aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoffmaterial mit abdichtenden Eigenschaften besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Abdichtungsring (3) aus Gummi oder gummiähnlichem Kunststoffmaterial ein in axialer Richtung mit Bezug auf den Kolben (1) fixierter, in radialer Richtung federnder Führungsring (4) aufgesetzt ist, der aus einem eine ausreichende Festigkeit aufweisenden, gleitfähigen Kunststoffmaterial besteht.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (4) geschlitzt ist (bei 8).

3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (4) im Querschnitt die Gestalt eines flachgelegten E hat.

4. Kolben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Quersteg (5) des E parallel zum Umfang der den Kolben bildenden Scheibe (2) verläuft und die beiden Schenkel (6, 7) des E die Scheibe im Bereich des Umfangsrandes von einander gegenüberliegenden Seiten her umfassen.

5. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (4) federnd aufgelagert ist, indem er mit seinem Innenumfang auf einer Partie des aus elastisch-nachgiebigem Material bestehenden Abdichtungsrings (3) aufliegt.

6. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsring (4) aus einem mit Graphit gefüllten Kunststoffmaterial, vorzugsweise aus der Gruppe der Polyamide besteht.

7. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den Stahlkern (2) des Kolbens bildende Scheibe mehrere, z. B. 10 bis 12 an ihrem Umfang entlang gleichmäßig verteilte, nach außen offene und eine etwa kreisbogenförmige Kontur besitzende Ausnehmungen (9) besitzen, in die das Material des Abdichtungsringes (3) von außen her eintritt.

8. Kolben nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfang der den Stahlkern (2) des Kolbens bildenden Scheibe vollständig von dem Material des Abdichtungsringes abgedeckt ist, wobei die Dicke der aufliegenden Schicht in den Bereichen der Ausnehmungen (9) größer als in den dazwischenliegenden Bereichen ist.

9. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtungsring (3) auf den Stahlkern (2) des Kolbens aufgespritzt und der Führungsring (4) auf den Abdichtungsring federnd aufgesetzt ist.

10. Kolben nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtungsring (3) an seinen einander gegenüberliegenden axialen Enden zwei angeformte, jeweils ringförmig umlaufende Dichtlippen (10, 11) besitzt, die in einander entgegengesetzten Richtungen und jeweils schräg nach außen und zum zugehörigen axialen Ende hin weisen.