SE432646B

SE432646B - DEVICE FOR SEALING A CLUTCH BETWEEN TWO LINING MOVABLE ELEMENTS

Info

Publication number: SE432646B
Application number: SE8001321A
Authority: SE
Inventors: Nils Erik Albert Barkstrom
Original assignee: Nils Erik Albert Barkstrom
Priority date: 1980-02-20
Filing date: 1980-02-20
Publication date: 1984-04-09
Also published as: DE3104332A1; IT8119911A0; DE3104332C2; GB2070157A; FR2476260A1; SE8001321L; IT1135581B

Description

lO l5 20 25 30 35 8001321-2 2 Detta mellanrum är förbundet med hydraulcylindernåvia en kanal, som leder tryckmedium till tätningsspåret.:Tryck- skillnader i hydraulcylindern fortplantas till tätningens trycksida via nämnda kanal och trycket fördelas huvudsak- ligen lika i hela tätningen. ïätningens tätkropp trycks ihop axiellt vid ökande tryck och pressas därvid hårdare mot dels spårets bottenyta och dels kolvstången, vilket ökar tätningsförmågan. För att förhindra extrusion, dvs utträngning av tätkroppen i den spalt, som bildas mellan kolvstången och cylinderlocket på lâgtryckssidan är kom- pakttätningen byggd i företrädesvis tre steg. Det första steget består av en stödring, som är placerad t ex i ett spår i en armering, som bildar steg 2 mellan stödringen och tätkroppen, vilken utgör steg 3. Armeringen fungerar som utjämnande mellansteg, stöder tätkroppen och hindrar denna från utträngning. Armeringen består av ett hårdare material än tätkroppen och utgöres t ex av ett icke la- minerat material med en massa slumpvis orienterade fib- rer i ett slitstarkt syntetiskt material i något gummi, t ex nitril- eller fluorgummi. Detta material för arme- ringen gör det möjligt att binda armeringen till tätkrop- pen och åstadkomma en homogen tätning. Förbindningen mel- lan tätkroppen och armeringen är praktiskt taget osepa- rerbar. Stödringen, som kan ligga löst i ett spår i arme- ringen består av t ex en acetalplast. This gap is connected to the hydraulic cylinder via a channel which leads pressure medium to the sealing groove: Pressure differences in the hydraulic cylinder propagate to the pressure side of the seal via said channel and the pressure is distributed substantially evenly throughout the seal. The sealing body of the seal is compressed axially with increasing pressure and is thereby pressed harder against both the bottom surface of the groove and the piston rod, which increases the sealing ability. To prevent extrusion, ie penetration of the sealing body into the gap formed between the piston rod and the cylinder cover on the low-pressure side, the compact seal is built in preferably three steps. The first step consists of a support ring, which is placed, for example, in a groove in a reinforcement, which forms step 2 between the support ring and the sealing body, which constitutes step 3. The reinforcement acts as a leveling intermediate step, supports the sealing body and prevents it from penetrating. The reinforcement consists of a harder material than the dense body and consists, for example, of a non-laminated material with a mass of randomly oriented fibers in a durable synthetic material in some rubber, eg nitrile or fluorine rubber. This material for the reinforcement makes it possible to bind the reinforcement to the sealing body and achieve a homogeneous seal. The connection between the sealing body and the reinforcement is practically inseparable. The support ring, which can lie loose in a groove in the reinforcement, consists of, for example, an acetal plastic.

En nackdel med denna kända tätning, är att den mon- teras i ett "slutet" spår. En annan nackdel är att tät- ningen ej fungerar vid alltför stora spel mellan den rör- liga kolvstången och cylinderlocket. Detta beror på att tätningen vid låga tryck kompenserar ökande spel enbart med sin radiella förspänning. . 7 Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en kompakttätning av ovan nämnd typ, som undanröjer nackdelarna med den tidigare kända kompakttätningen.A disadvantage of this known seal is that it is mounted in a "closed" groove. Another disadvantage is that the seal does not work in case of excessive play between the movable piston rod and the cylinder head. This is because the seal at low pressures compensates for increasing play only with its radial bias. . The object of the present invention is to provide a compact seal of the above-mentioned type, which obviates the disadvantages of the previously known compact seal.

Detta ändamål uppnås med en tätningsanordning, vars särdrag framgår av efterföljande patentkravs l känneteck- nande del.This object is achieved with a sealing device, the features of which are apparent from the characterizing part of the following claims.

Tätningsanordningen enligt uppfinningen har flera för- l0 15 20 25 30 35 00 G CD .. _) OJ :u ...å I N 3 delar gentemot känd teknik. För det första kan tätningen pà grund av axiell förspänning av tätkroppen kompensera för bortnött material av tätkroppen och/eller för ökande spel mellan kolvstângen och cylinderlocket. Vidare är tät- ningen lättare att montera tack vare det "öppna" spår, i vilket tätningen är placerad.The sealing device according to the invention has several advantages over the prior art. First, due to axial biasing of the sealing body, the seal can compensate for worn material of the sealing body and / or for increasing play between the piston rod and the cylinder head. Furthermore, the seal is easier to mount thanks to the "open" groove in which the seal is located.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan med hjälp av utföringsexempel under hänvisning till medföljan- de ritningar, där.fig 1 visar en sektion genom en enkel- verkande, första utföringsform, fig 2 en enkelverkande, andra utföringsform och fig 3 en dubbelverkande variant av tätningsanordningen enligt uppfinningen.The invention will be described in more detail below by means of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a section through a single-acting, first embodiment, Fig. 2 a single-acting, second embodiment and Fig. 3 a double-acting variant of the sealing device according to the invention.

Fig l visar en sektion genom ett cylinderlock 1 och en däri anordnad kolvstâng 2. En spalt d mellan cylinder- locket och kolvstången tätas medelst en runt kolvstången sig sträckande, i ett spår 3 i cylinderlocket anbragt kompakttätning 7.Fig. 1 shows a section through a cylinder lid 1 and a piston rod 2 arranged therein. A gap d between the cylinder lid and the piston rod is sealed by means of a compact seal 7 extending around the piston rod, in a groove 3 in the cylinder lid.

Spåret 3 har en i förhållande till kolvstångens axial- riktning snedställd bottenyta 4 samt sidoytor 5 och 6. Bot- tenytan bildar en vinkel d med axialriktningen, varvid u ligger i intervallet 5-350. Vidare slutar sidoytan 5 på avståndet a från kolvstången, medan sidoytan 6 sträc- ker sig så långt fram mot kolvstången, att endast den smala spalten d åtskiljer kolvstången 2 och cylinderloc- ket l.The groove 3 has a bottom surface 4 inclined in relation to the axial direction of the piston rod and side surfaces 5 and 6. The bottom surface forms an angle d with the axial direction, u being in the range 5-350. Furthermore, the side surface 5 terminates at the distance a from the piston rod, while the side surface 6 extends so far forward towards the piston rod that only the narrow gap d separates the piston rod 2 and the cylinder cover 1.

Tätningen är uppbyggd av de tidigare beskrivna delarna tätkropp 8, armering 9 och stödring 10. Tätningen har i icke förspänt tillstånd något större dimensioner än spåret, varför tätningen förspännes både i radiell och axiell rikt- ning, då den insättes i spåret mellan kolvstången och cy- linderlocket l. Vidare är spåret 3 "öppet“, dvs det är tillgängligt för att med handkraft anbringa en tätning 7.The seal is made up of the previously described parts sealing body 8, reinforcement 9 and support ring 10. In the non-prestressed state the seal has slightly larger dimensions than the groove, so the seal is prestressed in both radial and axial direction when it is inserted in the groove between the piston rod and cy - the relief cover l. Furthermore, the groove 3 is "open", ie it is available for manually applying a seal 7.

Hydraulvätska från cylindern påverkar tätningen via den breda spalt, som bildas av avståndet a mellan cylinder- locket och kolvstången. Således appliceras trycket på en del av tätkroppens 8 översida eller trycksida. Detta är en skillnad i förhållande till känd teknik, där trycket applicerades på tätkroppens hela översida. Vid stigande tryck ökas därmed anliggningskraften på en mindre avgrän- 10 15 20 25 30 35 8001321-2 4 sad yta, vilket ger bättre täthet särskilt vid stora sido- krafter och stora spel.Hydraulic fluid from the cylinder acts on the seal via the wide gap formed by the distance a between the cylinder head and the piston rod. Thus, the pressure is applied to a part of the upper side or pressure side of the sealing body 8. This is a difference compared to the prior art, where the pressure was applied to the entire upper side of the sealing body. With increasing pressure, the contact force is thus increased on a smaller delimited surface, which gives better tightness, especially with large lateral forces and large clearances.

Armeringen 9 och stödringen 10 är kilformade radiellt utåt, vilket medför att anliggningskraften avlastas mot. .den rörliga ytan, då ökat tryck appliceras på tätkroppen 8. Armeringen och stödringen har naturligtvis även till uppgift att förhindra utträngning av tätkroppen i spal- ten d. Valet av material och utformningen av armeringen gör att tätningens friktion mot kolvstângen hålles vid ett lågt värde samt att tätningen blir slitstark. Armeringen 9 kan vara utformad på olika sätt, t ex approximativt L-formad, såsom i fig l, parallellogram- eller triangel- formad.The reinforcement 9 and the support ring 10 are wedge-shaped radially outwards, which means that the abutment force is relieved against. .the movable surface, when increased pressure is applied to the sealing body 8. The reinforcement and support ring naturally also have the task of preventing penetration of the sealing body into the gap d. The choice of material and the design of the reinforcement keep the friction of the seal against the piston rod at a low value and that the seal becomes durable. The reinforcement 9 can be designed in different ways, for example approximately L-shaped, as in Fig. 1, parallelogram- or triangle-shaped.

Utformningen av tätningen 7 och spåret 3 gör det möj- ligt att åstadkomma en "självjusterande" tätningsanord- ning. Genom att spårets 3 bottenyta 4 lutar med vinkeln a ' i förhållande till kolvstångens 2 axialriktning och att tätningen är axiellt förspänd i spåret 3 kommer tätningen att kompensera för bortnött material av tätkroppen 8 och/ eller för ökande spel eller spalt d mellan kolvstången och cylinderlocket 1. Denna självjustering åstadkommes ge- nom att den axiella förspänningskraften överföres till en kraft, som p g a kilverkan mellan spårets 3 hottenyta 4 och tätkroppen 8 påverkar tätkroppen i riktning mot kolvstången.The design of the seal 7 and the groove 3 makes it possible to provide a "self-adjusting" sealing device. Because the bottom surface 4 of the groove 3 is inclined at an angle α in relation to the axial direction of the piston rod 2 and the seal is axially biased in the groove 3, the seal will compensate for worn material of the sealing body 8 and / or for increasing play or gap d between the piston rod and cylinder cover 1 This self-adjustment is effected by transmitting the axial prestressing force to a force which, due to the wedge action between the hot surface 4 of the groove 3 and the sealing body 8, acts on the sealing body in the direction of the piston rod.

Stödringen 10, som är av hårt material, kan odelad placeras i spåret tack vare det öppna spåret. Samma sakå gäller för den relativt styva armeringen 9.The support ring 10, which is made of hard material, can be placed in the groove in part thanks to the open groove. The same applies to the relatively rigid reinforcement 9.

Fig 2 visar en andra utföringsform av uppfinningen, där avståndet a mellan cylinderlocket och kolvstången mins- kats, varigenom spåret 3 blivit djupare. Man vill med den- na konstruktion öka den axiella fjädringseffekten.Fig. 2 shows a second embodiment of the invention, where the distance a between the cylinder cover and the piston rod is reduced, whereby the groove 3 has become deeper. This construction is intended to increase the axial suspension effect.

Det må påpekas att uppfinningen även är applicerbar på dubbelverkande och enkelverkande kolvtätningar samt kolv-cylinderaggregat av pneumatisk typ. Fig 3 visar en dubbelverkande kolvstångstätning 7, 7', som består av två spegelvända enkelverkande tätningar av den typ, som visas i fig l och 2..It should be pointed out that the invention is also applicable to double-acting and single-acting piston seals and piston-cylinder assemblies of the pneumatic type. Fig. 3 shows a double-acting piston rod seal 7, 7 ', which consists of two mirror-inverted single-acting seals of the type shown in Figs. 1 and 2.

Det ligger även inom uppfinningens ram att utnyttja ett .,~- x” “V " .-:,.,. ..\_. 8001321-2 5 konventionellt U-kanalformat spår och i detta lägga en kil av t ex plast, så att den eftersträvade, lutande bottenytan i spåret erhålles.It is also within the scope of the invention to use a conventional U-channel-shaped groove and to lay a wedge of eg plastic, so that the desired, sloping bottom surface of the groove is obtained.

Claims

A device for sealing a gap (d) between two mutually linearly displaceable elements (1, 2), such as a cylinder and a piston or piston rod in a piston-cylinder assembly, which device has a the gap sealing seal (7), which is arranged in a groove (3) in one element (1), the bottom surface (4) of the groove sloping relative to the direction of displacement, characterized in that the seal (7) is prestress 1 the groove (3) both in the direction of displacement and perpendicular to this direction. 10

Device according to claim 1, characterized in that one side surface (5) of the groove (3) ends at such a large distance (a) from the second element (2) that the seal (7) is insertable into the groove (3) via the gap formed by the distance (a) between the first and second elements (1, 2).