SE432813B

SE432813B - Sealing device for a pressure medium cylinder

Info

Publication number: SE432813B
Application number: SE8107199A
Authority: SE
Inventors: I Hoglund
Original assignee: Mecman Ab
Priority date: 1981-12-02
Filing date: 1981-12-02
Publication date: 1984-04-16
Also published as: SE8107199L

Abstract

A sealing device for sealing between an end piece 3 and a cylinder tube 2 in a pressure medium cylinder. The device comprises a ring 15 consisting of an elastomer material and with a ring lip 16 inserted into a ring groove 17 and clamped in this position by the end portion of the cylinder tube 2. The ring 15 extends radially inwards and has there a cutout facing the end piece wall 19, into which a damper seal 14 is axially displaceable for interaction with a damper neck 12 on the piston 5 of the pressure medium cylinder. <IMAGE>

Description

8107199-5 10 15 20 25 30 35 mediecylinder med en tätningsanordning enligt uppfinningen; och Fig. 2-4 visar en i tätningsanordningen ingående ring i perspek- tivvy från ena sidan (fig. 2), från andra sidan (fig. 3) och, i större skala, i tvärsnitt (fig. 4). 8107199-5 10 20 20 25 30 35 media cylinder with a sealing device according to the invention; and Figs. 2-4 show a ring included in the sealing device in perspective view from one side (Fig. 2), from the other side (Fig. 3) and, on a larger scale, in cross section (Fig. 4).

I fig. l visas således en manövercylinder l, som väsentligen består av ett cylinderrör 2, vid dettas ändar belägna gavlar 3,4 och en i cylinderröret förskjutbar kolv 5 med tillhörande kolvstång 6, som utskjuter genom en central öppning 7 i den ena gaveln 3. I vardera gaveln 3,4 är anslutningsportar för tillförsel och utledning av tryckluft eller annat tryckmedium anordnade, men dessa portar och anslutningar utgör ej någon del av uppfinningen och kommer därför ej att beskrivas när- mare. Kolvstången 6 är på konventionellt sätt styrd och avtätad i gaveln 3, och ett arbetstryck kan således uppbyggas i endera cylinderkammaren 8,9 på resp. sida om kolven 5, vilken är tätad mot cylinderrörets 2 insida med hjälp av två tätningsringar 10, ll. På ömse sidor om kolven 5 är väsentligen cylindriska dämp- halsar 12,13 anordnade, vilka samverkar med ringformiga dämp- tätningar l4 (endast den ena är utritad i figuren), så att kolvrörelsen 5 dämpas i slutskedet av kolvslaget fram till änd- läget invid respektive gavel 3,4. En dylik ändlägesdämpning är i sig tidigare känd sedan lång tid, exempelvis från patentskrif- ten SE 347 046.Fig. 1 thus shows an operating cylinder 1, which essentially consists of a cylinder tube 2, at its ends located gables 3,4 and a piston 5 displaceable in the cylinder tube with associated piston rod 6, which projects through a central opening 7 in one end 3 In each gable 3,4, connection ports for supply and discharge of compressed air or other pressure medium are arranged, but these ports and connections do not form part of the invention and will therefore not be described in more detail. The piston rod 6 is controlled and sealed in a conventional manner in the end 3, and a working pressure can thus be built up in either the cylinder chamber 8,9 on resp. side of the piston 5, which is sealed against the inside of the cylinder tube 2 by means of two sealing rings 10, 11. On either side of the piston 5 substantially cylindrical damping necks 12,13 are arranged, which cooperate with annular damping seals 14 (only one is shown in the figure), so that the piston movement 5 is damped in the final stage of the piston stroke up to the end position adjacent respective gable 3.4. Such an end position damping has been known per se for a long time, for example from patent specification SE 347 046.

Enligt föreliggande uppfinning är en ny typ av tätningsanord- ning utformad i övergångsområdet mellan cylinderröret 2 och respektive gavel 3,4. Denna anordning omfattar en sluten ring 15 av tämligen styvt elastmaterial, t.ex. en polyesterelast av det slag, som saluföres av Du Pont under det registrerade varumärket HYTREL. Ringen 15 är så utformad (jämför fig. 2-4), att den hålles väl fixerad invid gaveln 3 och samtidigt upp- fyller följande funktioner: - den tätar mellan gavel 3 och cylinderrör 2; - den sträcker sig radiellt inåt från cylinderröret 2 10 15 20 25 30 35 8107199-5 3 invid gaveln 3 och åstadkommer därigenom ljuddämp- ning av kolvens 5 anslag mot gaveln 3 vid slutet av kolvrörelsen (dämpning av rörelseenergin hos kolv, kolvstång och eventuell last sker dock medelst dämp- hals 12 och dämptätning 14); - den har i sitt radiellt innersta parti en urtagning 26, i vilken dämptätningen 14 kvarhålles med spelrum i axiell led.According to the present invention, a new type of sealing device is formed in the transition area between the cylinder tube 2 and the respective end 3.4. This device comprises a closed ring 15 of rather rigid elastomeric material, e.g. a polyester elastomer of the type marketed by Du Pont under the registered trademark HYTREL. The ring 15 is so designed (compare Figs. 2-4) that it is kept well fixed next to the end 3 and at the same time fulfills the following functions: it seals between end 3 and cylinder tube 2; it extends radially inwards from the cylinder tube 2 next to the end 3 and thereby provides sound attenuation of the abutment of the piston 5 against the end 3 at the end of the piston movement (damping of the kinetic energy of the piston, piston rod and any load however, takes place by means of damping neck 12 and damping seal 14); it has in its radially innermost portion a recess 26, in which the damping seal 14 is retained with clearance in the axial direction.

Tätningen mellan gavel 3 och cylinderrör 2 åstadkommes genom att en radiellt och axiellt utskjutande ringläpp 16 är inklämd mellan gaveln 3 och cylinderrörets 2 ände, nämligen i ett ring- spår 17 i gavelns 3 mot kolven 5 vända ändyta. Spårets 17 tvärsnitt är rektangulärt, och den radiellt inre spårsidoväg- gen är kortare än den radiellt yttre sidoväggen. I anslutning till den senare förlöper gavelytan 18 i ett radialplan, som är förskjutet ett stycke i förhållande till gavelns 3 centrala ändyta l9. Cylinderrörets 2 ändyta 20 anligger direkt mot gavel- ytan 18, varvid anliggningen säkerställes av icke visade drag- stänger som sammanbinder de båda gavlarna 3,4. Ändytans 20 radiellt yttre del anligger således mot gavelytan 18, medan en radiellt inre del av ändytan 20 är belägen i området för ringspåret l7 och därför trycker mot den bakre delen av ring- läppen 16. Härigenom hålles ringläppen 16 väl fixerad i ring- spåret 17, och följaktligen hålles även hela ringen l5 på plats i sitt läge invid gaveln 3.The seal between end 3 and cylinder tube 2 is achieved by a radially and axially projecting annular lip 16 being clamped between the end 3 and the end of the cylinder tube 2, namely in an annular groove 17 in the end surface of the end 3 facing the piston 5. The cross section of the groove 17 is rectangular, and the radially inner sidewall wall is shorter than the radially outer sidewall. Adjacent to the latter, the end surface 18 extends in a radial plane, which is displaced a distance relative to the central end surface 19 of the end 3. The end surface 20 of the cylinder tube 2 abuts directly against the end surface 18, the abutment being ensured by drawbars (not shown) which connect the two ends 3.4. The radially outer part of the end surface 20 thus abuts against the end surface 18, while a radially inner part of the end surface 20 is located in the area of the annular groove 17 and therefore presses against the rear part of the annular lip 16. Hereby the annular lip 16 is kept well fixed in the annular groove 17 , and consequently the entire ring 15 is also kept in place in its position next to the end 3.

Ringens 15 tvärsnittsform visas i fig. 4 i omonterat tillstånd.The cross-sectional shape of the ring 15 is shown in Fig. 4 in unassembled condition.

Dess mittparti - räknat i radiell led från ringens axellinje - begränsas av en plan ändyta 21, som i monterat läge anligger mot gavelns 3 ändyta l9, och en motstâende, likaledes plan ändyta 22. Till ändytan 21 ansluter den radiellt och axiellt utskjutande ringläppen 16. Denna har väsentligen rektangulärt tvärsnitt med något större dimensioner än den rektangel som definieras av gavelns 3 ringspâr 17 och den radiellt inre delen av cylinderrörets 2 ändyta 20. Ringläppens 16 tvärsnitt har dock 8107-199-5 lO 15 20 25 30 35 4 avrundade hörn och avsmalnar axiellt utåt, varigenom dess in- föring i spåret 17 under monteringen underlättas. När sedan cylinderröret 2 tryckes mot bakkanten 23 kommer ringläppen 16 att deformeras och utfylla spårets 17 rektangulära tvärsnitt i dess radiellt yttre del. Till ringläppen 16 ansluter en cy- lindrisk omkretsyta 24 med en avfasad äntringskant 25, som möjliggör bekväm påskjutning av cylinderrörets 2 ändparti efter det att ringen 15 monterats med ringläppen 16 i ringspâ- ret 17. Ringens 15 radiellt inre parti har en urtagning 26 i sin närmast gaveln 3 belägna del. Urtagningen 26 begrän- sas i radiell led av en inre cylindrisk omkretsyta 27 och i axiell led av en radiellt inskjutande fläns 28. I monterat läge är dämptätningen 14 (se fig. 1) axiellt rörlig mellan ga- veländytan 19 och flänsen 28. Då tätningen 14 anligger mot ga- veländytan 19 åstadkommes effektiv dämpverkan under det att kolven 5 närmar sig gaveln 3 och tätningens 14 inåtriktade ringläpp anligger tätande mot dämphalsen 12. När å andra sidan kolven 5 lämnar gaveln 3 anlägges tätningen 14 mot flänsen 28.Its central portion - calculated radially from the axis of the ring - is delimited by a flat end surface 21, which in mounted position abuts against the end surface 19 of the end 3, and an opposite, likewise flat end surface 22. To the end surface 21 connects the radially and axially projecting ring lip 16. This has a substantially rectangular cross-section with slightly larger dimensions than the rectangle defined by the ring groove 17 of the end 3 and the radially inner part of the end surface 20 of the cylinder tube 2. However, the cross-section of the ring lip 16 has 8107-199-5 10 rounded corners and tapers axially outwards, thereby facilitating its insertion into the groove 17 during assembly. When the cylinder tube 2 is then pressed against the rear edge 23, the ring lip 16 will deform and fill the rectangular cross-section of the groove 17 in its radially outer part. Connected to the ring lip 16 is a cylindrical circumferential surface 24 with a bevelled entry ring edge 25, which enables comfortable pushing of the end portion of the cylinder tube 2 after the ring 15 is mounted with the ring lip 16 in the ring groove 17. The radially inner portion of the ring 15 has a recess 26 in its closest part of the gable 3. The recess 26 is delimited in the radial direction by an inner cylindrical circumferential surface 27 and in the axial direction by a radially projecting flange 28. In the mounted position the damping seal 14 (see Fig. 1) is axially movable between the gable end surface 19 and the flange 28. When the seal 14 abuts against the end face 19, effective damping action is provided as the piston 5 approaches the end 3 and the inwardly directed annular lip of the seal 14 abuts sealingly against the damping neck 12. On the other hand, when the piston 5 leaves the end 3, the seal 14 is applied to the flange 28.

Tryckmediet kan härvid fritt passera in i cylinderrummet 8 via gavelöppningen 7, tätningens 14 radiella utsida och åtta iomkretsledfördelade, axiella genomströmningshål 29 belägna i området för cylinderytan 27. I Den beskrivna utföringsformen har många fördelar. Utförandet möjliggör rationell tillverkning av gavlarna, t.ex. genom pressgjutning, utan att efterföljande bearbetning erfordras. önskat metallmaterial kan härvid användas, i synnerhet alumi- nium eller någon lämplig aluminiumlegering. Gavlarnas utform- ning blir även väsentligt enklare genom att något särskilt spår e.d. för dämptätningen 14 ej behövs, och ej heller krävs "någon genomströmningspassage i gaveln motsvarande ringens 15 hål 29.The pressure medium can in this case pass freely into the cylinder space 8 via the end opening 7, the radial outside of the seal 14 and eight circumferentially distributed, axial flow holes 29 located in the area of the cylinder surface 27. In the described embodiment there are many advantages. The design enables rational manufacture of the ends, e.g. by die casting, without the need for subsequent processing. the desired metal material can be used in this case, in particular aluminum or any suitable aluminum alloy. The design of the gables is also significantly simpler by having a special track e.d. for the damping seal 14 is not needed, nor is any "flow passage in the end corresponding to the hole 29 of the ring 15 required.

Ringen 15 fungerar också som styrning mellan gavel och cylinder- rör, varvid dess elasticitet utnyttjas till att eliminera nor- malt förekomande spel till följd av detaljernas toleranser. 10 810719945 Uppfinningen kan av fackmannen tillämpas på olika sätt inom ramen för patentkraven. Exempelvis kan dämptätningsringen l4, vilken även fungerar som backventil, undvaras som separat detalj och ersättas av en i tvärsnitt svanhalsliknande, eller C-formig, radiellt inåtskjutande läpp i ett stycke med ringen 15. En radiellt yttre del av en sådan läpp bör därvid vara för- sedd med genomströmningshål motsvarande hålen 29, en mittdel vara utformad att under dämpförloppet anligga tätande mot gavelns ändyta 19 samt en radiellt inre änddel vara utformad för tätande anliggning mot kolvens dämphals.The ring 15 also functions as a guide between the end cap and the cylinder tube, whereby its elasticity is used to eliminate normally occurring play due to the tolerances of the details. The invention can be applied by those skilled in the art in various ways within the scope of the claims. For example, the damping sealing ring 14, which also functions as a non-return valve, can be dispensed with as a separate detail and replaced by a cross-sectional gooseneck-like, or C-shaped, radially inwardly projecting lip in one piece with the ring 15. A radially outer part of such a lip should be seen with flow holes corresponding to the holes 29, a middle part be designed to abut sealingly against the end surface 19 of the end during the damping process and a radially inner end part be designed for sealing abutment against the damping neck of the piston.

Claims

8107199-5 P-ÄTENTKR-'AV

Sealing device for a pressure media cylinder with a piston (5) movable in a cylinder tube (2) between two ends (3,4), comprising a ring (15) consisting of rather rigid elastomeric material and arranged to seal the transition area between cylinder tubes (2) and end (3), which ring (15) has a radially outer circumferential surface (24) for abutment against the inside of the cylinder tube (2), characterized in that the ring (15) also has an axial, annular end surface (21). ) for abutment against the end wall (3, l9) and a ring lip (16) located in the transition area between said end surface (21) and said circumferential surface (24) for clamping between the end wall (3) and the cylinder tube (2), the ring (l5 ) extends radially inwards from said annular lip (16) to the area of a central opening (7) in the cylinder end (3).

Sealing device according to claim 1, characterized in that the annular lip (16) projects radially and / or axially in said transition area and is designed to at least partially fill an annular groove (17) in the end (3), which annular groove (17) is located partly in extension of the cylinder tube wall (2).

Sealing device according to claim 2, characterized in that a radially outer part of the end surface (20) of the cylinder tube abuts directly against the end (3, 18) radially outside said ring groove (17), while a radially inner part of the end surface (20) of the cylinder tube forms a complementary boundary wall in said ring groove (17) for fixing the ring lip (16). '

Sealing device according to claim 2 or 3, characterized in that the annular lip (16) has an approximately rectangular cross-sectional shape with rounded corners and tapered in the axial direction towards the bottom of the annular groove (17) to facilitate insertion of the annular lip into the annular groove. 8107199-5 7

Sealing device according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the radially innermost portion of the ring (15) has a recess (26) facing the end, in which a damping seal (14) cooperating with a piston neck (12) is axially movable.

Sealing device according to claim 5, characterized in that the ring (15) has a plurality of axial flow holes (29) in the area of said recess (26).

Sealing device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the ring (15) is made in one piece of polyester elastomeric material.