DE9215605U1 - Anordnung für die Abdichtung von Hydraulikzylindern - Google Patents

Description

Robert Forwick München, den 16.11.1992

München Mein Zeichen: 4944

Anordnung für die Abdichtung von Hydraulikzylindern

Die Neuerung bezieht sich auf eine Anordnung für die Abdichtung von teleskopartig ineinander verfahrbaren Hydraulikzylindern, denen als Druckmittel ausschließlich Wasser zuführbar ist, mit einer umlaufenden Dichtung in einer Umfangsnut des den innenliegenden Zylinder tragenden Druckkolbens.

Bei teleskopartig ineinander verfahrbaren Hydraulikzylindern, bei dem jeder innenliegende Zylinder mit einem Druckkolben verbunden und durch diesen verfahren wird, ist üblicherweise als hydraulisches Medium öl oder Druckluft vorgesehen, das den jeweiligen Druckkolben durch entsprechende Beaufschlagung seiner unteren Stirnfläche nach oben verfährt oder bei Druckabsenkung ein Absenken ermöglicht. Die Abdichtung der einzelnen in jeweils einem Zylinder gleitenden Druckkolben erfolgt dabei durch im Druckkolben außenliegende Dichtungen, die meist als Lippendichtungen oder Simmerringe ausgebildet sind.

Wenn als Hydraulikmedium ein öl verwendet wird, ist durch die hohe Viskosität des Mediums im allgemeinen eine Abdichtung unproblematisch, soweit Außendurchmesser des Druckkolbens und Innendurchmesser des

außenliegenden Hydraulikzylinders eine hinreichende Konzentrizität aufweisen.

Auch bei einer Verwendung von Druckluft als Hydraulikmedium bestehen wenig Probleme, da auch bei einer geringen Undichtigkeit an der Dichtung vorbeiströmende Luft sich im Außenraum nicht störend oder unangenehm bemerkbar macht.

Erhebliche Schwierigkeiten treten jedoch dann auf, wenn als Hydraulikmedium Wasser in Form von Leitungswasser verwendet wird. Wegen der sehr geringen Viskosität von Wasser kann dieses auch durch geringste Dichtungsspalte hindurchtreten, die sich insbesondere bei solchen Teleskopzylindern bei unterschiedlichen Toleranzen von Hydraulikkolben und Hydraulikzylinder oder bei einer geringfügigen Ovalität des Außenzylinders ergeben. Darüberhinaus kann herkömmliches Leitungswasser durch unterschiedliche Wasserhärte leicht zu mehr oder weniger starken Kalbablagerungen in den Dichtungsbereichen führen, abgesehen davon, daß Wasser auch eine gewisse Aggressivität gegenüber Metallen aufweist.

Durch mögliche Dichtungsspalte übertretendes Wasser spritzt dann aus vorhandenen Spalten zwischen den einzelnen Zylindern nach oben heraus, was üblicherweise nicht in Kauf genommen werden kann.

Der vorliegenden Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine optimale Abdichtung derartiger teleskopartig ineinander

verfahrbarer Hydraulikzylinder möglich ist, die nur einen geringen Aufwand erfordert und weitgehend wartungsfrei und betriebssicher ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist neuerungsgemäß vorgesehen, daß in der sich zum Außenumfang des zylindrischen Druckkolbens hin öffnende Ringnut ein Dichtungsring mit kreisförmigem und geringfügig größerem Querschnitt als die Höhe der Nut angeordnet ist und daß die Nut, deren horizontale Breite größer ist als der Durchmesser des Dichtungsrings₍ über den Druckkolben durchdringende Kanäle mit dem als Hydraulikflüssigkeit dienenden Wasser derart beaufschlagt ist, daß der Dichtring durch den Wasserdruck an die Innenfläche des außenliegenden Hydraulikzylinders gepreßt ist.

Der Durchmesser des Dichtungsrings sollte dabei etwa 2,5 % größer sein als die Länge der Nut.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn der Außendurchmesser des Dichtungsrings um etwa 3 % größer ist als der Innendurchmesser des Hydraulikzylinders.

Durch eine derartige Anordnung und Gestaltung wird sichergestellt, daß durch den Innendruck des Wassers der Dichtungsring stets fest gegen die Zylinderinnenwandung gepreßt wird und daß wegen des geringfügig größeren Durchmessers als der Höhe der Nut sicher verhindert wird, daß Wasser an den Dichtringen vorbei oder durch den Spalt zwischen Druckkolben und Hydraulikzylinder nach oben austritt.

Zweckmäßig ist es, wenn der Dichtungsring aus elastischem Chloropren-Polymerisat besteht und eine Shore-A-Härte von etwa 80 aufweist.

Bei Anordnung mehrerer ineinander verfahrbarer Hydraulikzylinder weisen die unterhalb des den innenliegenden Hydraulikzylinder verfahrenden Druckkolbens angeordnete weitere Druckkolben eine großvolumige axiale Durchgangsbohrung auf, um nach Verfahren des unteren Druckkolbens bis zu seinem Anschlag auch die darüberliegenden Druckkolben mit Druck zu beaufschlagen.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Funktionsweise der Neuerung näher dargestellt. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch drei

ineinandergestaffelte Hydraulikzylinder und

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Bereiches
eines Dichtungsringes.

Wie man aus Fig. 1 ersieht, sind beispielsweise drei, teleskopartig ineinander verfahrbare Hydraulikzylinder 1, 2 und 3 vorgesehen, wobei der mittlere Hydraulikzylinder 2 von einem im Hydraulikzylinder 1 abdichtend geführten Druckkolben 4 und der Hydraulikzylinder 3 von einem im Hydraulikzylinder 2 abdichtend geführten Druckkolben 5 verfahren werden.

Als Hydraulikflüssigkeit dient dabei ausschließlich Wasser ohne eine zusätzliche Schinierflüssigkeit, wobei das Wasser unter Druck in Richtung des Pfeiles 6 zugeführt wird.

Zur Abdichtung der Druckkolben 4 und 5 gegen die jeweils außenliegenden Hydraulikzylinder 1 bzw. 2 sind in die Druckkolben am Außenumfang Ringnuten 8 und 9 eingeschnitten, in die jeweils ein Dichtungsring 10 bzw. 11 eingesetzt ist. Dabei steht die Ringnut 8 über einen Kanal 12 mit der großen Durchgangsbohrung 7 und die Ringnut 9 über einen radialen Kanal 13 und einen axialen Kanal 14 mit dem Flüssigkeitsraum 15 in Verbindung.

Zur besseren Darstellung und Erläuterung der Dichtwirkung ist in Fig. 2 ein Ausschnitt des Dichtbereiches im Druckkolben 5 näher dargestellt. Wie man daraus ersieht, ist die Nut 9 breiter als der Durchmesser des Dichtringes 11, so daß sich das über die Kanäle 14 und 13 zuströmende Druckwasser über die Ringnut 9 verteilen und unter gleichmäßigem Druck den Dichtring 11 nach außen gegen die Innenwandung des Hydraulikzylinders 2 pressen kann. Der Dichtring 11 ist dabei in seinem Durchmesser geringfügig größer als die Höhe der Nut 9 und hat im gestreckten Zustand einen Außendurchmesser, der geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Hydraulikzylinders 2. Dadurch ist sichergestellt, daß Flüssigkeit weder über den Kanal 16 zwischen Druckkolben 5 und Hydraulikzylinder 2 nach oben strömen kann, noch daß Flüssigkeit aus der Nut 9 an dem Dichtring 11 vorbei in diesen Spalt strömt.

Da der Wasserdruck primär zum Anheben der Druckkolben 4 und 5 und der zugehörigen Hydraulikzylinder 2 und 3 dient, wird damit gleichzeitig der gleiche Druck auf die Dichtringe ausgeübt, so daß diese damit eine sichere Abdichtung bewirken. Auch bei Druckabsenkung und Einfahren der Hydraulikzylinder wirkt noch ein solcher Druck auf die Dichtringe, daß diese ihre Dichtstellung am jeweils außenliegenden Hydraulikzylinder beibehalten und auch in diesem Zustand ein Vorbeiströmen von Wasser verhindern.

Damit ist also eine Dichtung geschaffen, die auch bei der Verwendung von Wasser als Hydraulikflüssigkeit eine sichere Abdichtung in allen Betriebszuständen gewährleistet und die nahezu völlig verschleißfrei ist.

Claims (7)

Robert Forwick München, den 16.11.1992 München Mein Zeichen: 4944 Schutzansprüche

1. Anordnung für die Abdichtung von teleskopartig ineinander verfahrbaren Hydraulikzylindern, denen als Druckmittel ausschließlich Wasser zuführbar ist, mit einer umlaufenden Dichtung in einer Umfangsnut des den innenliegenden Zylinder tragenden Druckkolbens, dadurch gekennzeichnet, daß in der sich zum Außenumfang des zylindrischen Druckkolbens (4, 5) hin öffnenden Ringnut (8, 9) ein Dichtungsring (10, 11) mit kreisförmigem und geringfügig größerem Querschnitt als die Höhe der Nut (8, 9) angeordnet ist und daß die Nut (8, 9), deren horizontale Breite größer ist als der Durchmesser des Dichtungsringes (10, 11), über den Druckkolben (4, 5) durchdringende Kanäle (12, 7; 13, 14) mit dem als Hydraulikflüssigkeit dienenden Wasser derart beaufschlagt ist, daß der Dichtring (10, 11) durch den Wasserdruck an die Innenfläche des außenliegenen Hydraulikzylinders (1, 2) gepreßt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Dichtungsringes (10, 11) etwa 2,5 % größer ist als die Höhe der Nut (8, 9).

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Dichtungsringes (10, 11) größer ist als der Innendurchmesser des angrenzenden Hydraulikzylinders (1, 2).

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Dichtungsringes (10, 11) etwa 3 % größer ist als der Innendurchmesser des Hydraulikzylinders (1, 2).

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (10, 11) aus einem elastischen Chloropren-Polymerisat besteht.

6. Anordnung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore-A-Härte des Dichtungsringes (10, 11) etwa 80 beträgt.

7. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer, ineinander verfahrbarer Hydraulikzylinder (1, 2, 3) die unterhalb des den innenliegenden Hydraulikzylinders (3) verfahrenden Druckkolbens (5) angeordneten weiteren Druckkolben (4) eine großvolumige axiale Durchgangsbohrung (7) aufweisen, um nach Verfahren des unteren Druckkolbens (4) bis zu seinem Anschlag auch die darüberliegenden Druckkolben (5) mit Druck zu beaufschlagen.