SE500569C2

SE500569C2 - Sealing strips on pressure fluid cylinders

Info

Publication number: SE500569C2
Application number: SE8902935A
Authority: SE
Inventors: Bo Granbom
Original assignee: Bo Granbom
Priority date: 1989-09-06
Filing date: 1989-09-06
Publication date: 1994-07-18
Also published as: SE8902935L; EP0420828A3; CA2024446A1; SE8902935D0; EP0420828A2; JPH03149403A

Abstract

A steel sealing band for use in pressurized-fluid piston-cylinder devices of the kind which comprise a cylinder having a circular or oval cylinder barrel and incorporating a longitudinally extending slot through which a dogging element mounted on a piston movable in the cylinder extends. The slot is closed on both sides of the piston with the aid of the steel band (5) which extends through the piston, and the piston is provided at each end thereof with a sealing cuff. The steel band (5) presents chamfers (9) along its edges on both sides of the band.

Description

15 20 25 30 35 dern, vilket kan resultera i alltför stor utböjning med läckage som följd. 15 20 25 30 35 dern, which can result in excessive deflection resulting in leakage.

Detta vid denna typ av tryckfluidumcylindrar primära problem, att lösa tätningen mellan cylinderlopp och tätnings- band, är enligt föreliggande uppfinning löst pà det sätt, som anges i patentkravens kännetecknande delar. Genom uppfinningen är det ej längre nödvändigt, för att uppnå fullgod tätning, att pà vardera sidan om slitsen ge cylinderloppet en krök- ningsradie, som skiljer sig fran cylinderns resterande form, samtidigt som ett högre yttryck erhålles utefter bandets tätande kanter, minskande risken för fluidläckage.This primary problem with this type of pressure fluid cylinders, to solve the seal between cylinder bore and sealing strip, is solved according to the present invention in the manner specified in the characterizing parts of the claims. By the invention it is no longer necessary, in order to achieve a satisfactory seal, to give on each side of the slot a cylinder radius of curvature which differs from the remaining shape of the cylinder, while a higher surface pressure is obtained along the sealing edges of the belt, reducing the risk of fluid leakage. .

På grund av att tätningsbanden klipps ur bredare plat- remsor kommer respektive band att utefter vardera kanten uppvisa en materialflytning. En sadan materialflytning har formen av en avrundning eller "radie" pà resp. kants ena sida och en spetsig utkragning eller ett "skägg" pà kantens andra sida. Dessa materialflytningar utefter bandets bada kanter kan vara riktade antingen at samma hall eller at motsatta hàll beroende pà klippningsmetod. Genom föreliggande uppfinning kommer samtliga kanter av bandet att bearbetas vilket innebär, att vid det färdiga bandet föreligger varken nagon "radie" eller nagot "skägg". Detta medför en fullständig tätning jämfört med den hittills använda tekniken, vid vilken bandets ena sida ej bearbetats och antingen utgjort tätningsida emot cylinderväggen eller emot kolvens tätningsmanschetter, vid vilket fall det på grund av “radierna“ eller “skäggen" lätt uppstår spaltbildning och diskontinuitet, befrämjande läckage.Due to the fact that the sealing strips are cut from wider plate strips, the respective strips will have a material flow along each edge. Such a material flow has the form of a rounding or "radius" of resp. one side of the edge and a pointed cantilever or a "beard" on the other side of the edge. These material flows along both edges of the belt can be directed either to the same hall or to opposite sides depending on the cutting method. By the present invention, all the edges of the belt will be machined, which means that in the finished belt there is neither a "radius" nor a "beard". This results in a complete seal compared to the technique used hitherto, in which one side of the belt has not been machined and either formed a sealing side against the cylinder wall or against the sealing sleeves of the piston, in which case due to the "radii" or "beard" gap formation and discontinuity easily occur. promoting leakage.

Genom att stàlbandet enligt uppfinningen är avfasat utefter kanterna pà bada sidor behöver mindre bandmaterial slipas bort jämfört med ett band, som slipas endast pa en sida och med användande av huvudsakligen samma slipvinkel. För att vid ett band med en viss tjocklek slipa dettas kanter ned till en höjd av max 0,08 mm, i synnerhet mellan cza 0,04-0,07 mm och med samma slipvinkel av cirka 5° behöver endast hälften sa mycket bandmaterial slipas bort jämfört med om bandets kanter slipas endast pa ena sidan av bandet. Detta innebär i sig en tillverkningsteknisk fördel som skall adderas till bandets goda tätningsegenskaper.Because the steel strip according to the invention is chamfered along the edges on both sides, smaller strip material needs to be ground away compared with a strip which is ground only on one side and using substantially the same grinding angle. In order to sand a strip with a certain thickness, its edges down to a height of max. 0.08 mm, in particular between about 0.04-0.07 mm and with the same sanding angle of about 5 °, only half as much strip material needs to be sanded. away compared to if the edges of the belt are ground only on one side of the belt. This in itself means a manufacturing technical advantage that must be added to the band's good sealing properties.

Uppfinningen kommer närmare att beskrivas i form av 10 15 20 25 30 35 40 3 . ;¿n vx; U f ïl (DW \Ü exempel under hänvisning till ritningen, vari fig, 1 visar generellt en tryckfluidumcylinder av här avsedd typ - en s.k. "ürigacylinder" - fig, 2 och 3 visar schematiskt i tvärsnitt två tätningsband klippta efter olika metoder ur ett bredare stålband, fig, 4 och 5 visar schematiskt i tvärsnitt exempel på tätningsband i enlighet med föreliggande uppfinning, och f'g. 6 och 7 visar scehamtiskt i snitt ett känt band och ett band enligt uppfinningen i obelastat resp. belastat tillstånd.The invention will be described in more detail in the form of 3 15 20 25 30 35 40 3. ; ¿N vx; U f ïl (DW \ Ü example with reference to the drawing, in which Fig. 1 generally shows a pressure fluid cylinder of the type intended here - a so-called "ürigacylinder" - Figs. 2 and 3 show schematically in cross section two sealing strips cut according to different methods from a wider steel strips, Figs. 4 and 5 schematically show in cross-section examples of sealing strips in accordance with the present invention, and Figs. 6 and 7 show schematically in section a known strip and a strip according to the invention in unloaded and loaded condition, respectively.

Ett exempel på tryckfluidumcylindern visas i fig. 1, vari 1 betecknar själva cylindern, 2 den rörliga kolven med medbringare 3, till vilken det föremål eller den anordning, som skall manövreras, kopplas. Cylindern 1 uppvisar en slits 4 vilken pà känt sätt tätas av ett stålband 5. 6 betecknar anslutningar för tryckluft.An example of the pressure fluid cylinder is shown in Fig. 1, in which 1 denotes the cylinder itself, 2 the movable piston with driver 3, to which the object or device to be operated is coupled. The cylinder 1 has a slot 4 which is sealed in a known manner by a steel strip 5. 6 denotes connections for compressed air.

I den svenska patentskriften 338 717 beskrivs ingående funktionen hos tryckfluidumcylindern och hur tätningsbandet 5 hålls tätande emot slitsen och löper genom kolven under med- bringaren.Swedish patent specification 338 717 describes in detail the function of the pressure fluid cylinder and how the sealing strip 5 is held sealingly against the slot and runs through the piston under the carrier.

Framställningen av tätningsbanden 5 sker genom att dessa klipps ur bredare, mycket tunna stàlband. De så genom klipp- ning àstadkomna banden kommer att beroende på tillverknings- sättet vara deformerade utefter sina kanter pà grund av mate- rialflytning på så sätt, att med avseende på klippningsmetod materialet flyter åt ett häll vid ena kanten av bandet och åt andra hållet vid andra kanten av bandet eller också flyter materialet åt samma håll i de två kanterna. I fig. 2 visas sålunda det förstnämnda fallet, varvid på bandets ena sida det utefter ena kanten bildas en avrundning eller "radie" 7 och utefter den andra kanten en spetsig utkragning eller ett "skägg" B. På bandets andra sida erhålles på motsvarande sätt ett skägg utefter den förstnämnda kanten och en radie utefter den andra kanten. I fig. 3 visas schematiskt ett snitt av ett tätningsband 5 klippt efter en annan metod, varigenom bandet på ena sidan utefter sina kanter uppvisar radier 7 och sålunda på andra sidan skägg 8.The sealing strips 5 are produced by cutting them from wider, very thin steel strips. The strips thus obtained by cutting will, depending on the manufacturing method, be deformed along their edges due to material flow in such a way that with respect to the cutting method the material flows to a hob at one edge of the belt and in the other direction at the other edge of the belt or the material flows in the same direction in the two edges. Fig. 2 thus shows the first-mentioned case, whereby on one side of the belt a rounding or "radius" 7 is formed along one edge and along the other edge a pointed cantilever or a "beard" B. On the other side of the belt a corresponding a beard along the first-mentioned edge and a radius along the second edge. Fig. 3 schematically shows a section of a sealing strip 5 cut according to another method, whereby the strip on one side along its edges has radii 7 and thus on the other side beard 8.

Genom de tidigare, i ingressen nämnda publikationerna är det känt, att på en sida utefter vardera kanten slipa dessa stålbandsämnen. Detta innebär att när ett ämne enligt fig. 2 slipats, kommer en bandsida fortfarande att uppvisa en radie 7 och ett skägg 8. Detta innebär stora olägenheter vad beträffar 10 15 20 25 30 35 40 E33 53-9* 4 tätningen oberoende om de slipade bandkanterna är vända mot cyinderväggen eller mot kolven. Det nu vanligare klippnings- förfarandet, som ger ett bandämne enligt fig. 3 innebär, att bandämnet slipas utefter sina kanter pà den sida, som uppvisar Härigenom i det skäggen 8. Detta är antytt pà högra delen av fig. 3. är skäggen eliminerade men kvarstår radierna 7 vilka, fall den slipade sidan av bandet är vänd mot kolven, bildar en spalt med cylinderväggen med läckage som följd.Through the earlier publications mentioned in the preamble, it is known to grind these steel strip blanks on one side along each edge. This means that when a blank according to Fig. 2 has been ground, a strip side will still have a radius 7 and a beard 8. This means great inconveniences as regards the seal regardless of the ground ones. the band edges face the cylinder wall or the piston. The now more common cutting method, which gives a strip blank according to Fig. 3, means that the strip blank is ground along its edges on the side which thereby shows in the beard 8. This is indicated on the right part of Fig. 3. The beard is eliminated but the radii 7 remain which, if the ground side of the belt is facing the piston, form a gap with the cylinder wall with leakage as a result.

Eftersom bandet slipas utefter sina kanter på endast en sida och slipningsvinkeln U är liten, kommer relativt mycket material att avlägsnas från bandet och detta bli relativt vekt mot utböjning i tvärled, vilket vid högre tryck i cylindern, medför läckage. ~ Fig. 4 visar ett exempel på tvärsnittet hos ett tät- ningsband av stål enligt uppfinningen. Bandets kanter är pà båda sidor nedslipade till en avfasning 9 med en vinkel G av cirka 3-7°. Avfasningens 9 bredd längs bandets 5 kant bestäms av bandkantens höjd a jämfört med bandets tjocklek. Bandkant- ens höjd a bör lämpligen vara omkring 0,04 mm.Since the belt is ground along its edges on only one side and the grinding angle U is small, a relatively large amount of material will be removed from the belt and this will be relatively weighted against transverse deflection, which at higher pressures in the cylinder, causes leakage. Fig. 4 shows an example of the cross section of a sealing strip of steel according to the invention. The edges of the strip are ground on both sides to a chamfer 9 with an angle G of approximately 3-7 °. The width of the chamfer 9 along the edge of the belt 5 is determined by the height a of the belt edge compared to the thickness of the belt. The height a of the strip edge should suitably be about 0.04 mm.

En jämförelse av bandtvärsnittet, slipat enligt vad som 3 med bandtvärsnittet enligt att det enligt tidigare är känt, enligt fig. uppfinningen visat i fig. 4 ger vid handen, uppfinningen erhållna bandtvärsnittet - den erhållna balken - uppvisar en större spännvidd med hel bandtjocklek än vad som tidigare varit fallet. Detta innebär att bandet blir böj- styvare i tvärled och blir därmed bandet mindre benäget att böja sig med risk för, som nämnts, läckage som följd.A comparison of the strip cross-section, ground according to 3 with the strip cross-section according to what is previously known, according to the invention shown in Fig. 4, gives the strip cross-section obtained by the invention - the obtained beam - has a larger span with full strip thickness than as has previously been the case. This means that the belt becomes more rigidly transversely and thus the belt is less likely to bend with the risk of, as mentioned, leakage as a result.

I fig. 4 visas tvärsnittet av ett band, vilket är symme- triskt slipat med vinklarna G till en bandkantshöjd av a. I fig. 5 visas tvärsnittet av ett band slipat enligt uppfinning- en med vinklarna G till en bandkantshöjd av a men där enligt fig. 5 den övre sidan av bandet slipats till mindre djup jämfört med vad som är fallet enligt tvärsnittet i fig. 4.Fig. 4 shows the cross section of a strip, which is symmetrically ground with the angles G to a strip edge height of a. Fig. 5 shows the cross section of a strip ground according to the invention with the angles G to a strip edge height of a but where according to Fig. 5 the upper side of the belt is ground to a lesser depth compared to what is the case according to the cross section in Fig. 4.

Pig. 5 skall endast illustrera möjligheten att anpassa tät- ningsbandets 5 slipning till olika cylinderdiametrar, varvid det skall underförstås att slipningen enligt fig. 5 avser ett tätningsband för cylindrar med större diameter än för bandet enligt fig. 4.Pig. 5 should only illustrate the possibility of adapting the grinding of the sealing strip 5 to different cylinder diameters, it being understood that the grinding according to Fig. 5 refers to a sealing strip for cylinders with a larger diameter than for the strip according to Fig. 4.

Fig. 6 illustrerar hur ett tidigare känt band, slipat endast utefter ena sidans kanter, förhåller sig i obelastat 10 15 20 m H1 Q. (3 Qﬂ u\ tillstànd (övre delen av figuren) och i belastat tillstànd (nedre delen av figuren), dvs. när ett tryck råder i cylin- dern. Därvid böjer sig bandet sa att dess hela, slipade insida kommer att anligga emot cylinderns 1 vägg. Pig. 7 visar mot- svarande förhàllanden för ett band slipat i enlighet med uppfinningen. Vid ett övertryck i cylindern kommer bandet, pà grund av sin större styvhet än det kända bandet, att utböjas mindre och anligga endast med sina slipade kanter emot cylin- derns 1 insida. En jämförelse mellan det kända bandet och bandet enligt uppfinningen ger vid handen, att för ett visst bestämt tryck i cylindern kommer det tätande yttrycket mellan band och cylinder att vara väsentligt större vid bandet enligt uppfinningen än vid det kända bandet, vilket medförf'som omnämnts i ingressen, att en effektivare tätning erhålles mellan band och cylindervägg enligt uppfinningen än vad som tidigare varit möjligt.Fig. 6 illustrates how a previously known belt, ground only along the edges of one side, behaves in an unloaded state of 20 m H1 Q. (3 Q ﬂ u \ condition (upper part of the figure) and in a loaded condition (lower part of the figure) , i.e. when a pressure prevails in the cylinder. The belt then bends so that its entire, ground inside will abut against the wall of the cylinder 1. Fig. 7 shows corresponding conditions for a belt ground in accordance with the invention. overpressure in the cylinder, due to its greater rigidity than the known belt, the belt will bend less and abut only with its ground edges against the inside of the cylinder 1. A comparison between the known belt and the belt according to the invention suggests that for a certain definite pressure in the cylinder, the sealing surface pressure between belt and cylinder will be substantially greater in the belt according to the invention than in the known belt, which means, as mentioned in the preamble, that a more effective seal is obtained between cylinder wall according to the invention than has previously been possible.

Det skall understrykas att de i fig. 2 - 5 visade band- tvärsnitten ej uppvisar rätta proportioner vad beträffar bandtjocklek i förhållande till bandkantshöjd a, utan avser figurerna endast att illustrera principen för tätningsbandets 5 avfasning enligt tidigare känd teknik och enligt uppfinning-It should be emphasized that the strip cross-sections shown in Figs. 2 to 5 do not show correct proportions in terms of strip thickness in relation to strip edge height a, but the figures are only intended to illustrate the principle of chamfering strip 5 according to prior art and according to the invention.

Claims

10 15 20 25 (11 u, E »01 OK \ .C) O) Patent claim

Sealing strips of steel for pressure fluid cylinders of the type, which comprise a cylinder (1) with a circular or oval cylinder bore and with a longitudinal slot (4), through which a carrier (3) arranged at a piston (2) movable in the cylinder extends the slot on both sides of the piston is closed by means of the steel strip (5) running through the piston, and the piston is provided at each end with a sealing sleeve, characterized in that the steel strip (5) along resp. the edge on each side of the band has chamfers (9).

Sealing tape according to claim 1, characterized in that resp. chamfer (9) has an inclination of 3-7 ° in relation to the plane of the belt (5).

Sealing tape according to Claim 1 or 2, characterized by approximately 0.04 mm - 0.07 mm. t e c because the edges of the stable belt (5) have a height of

Sealing strip according to one of the preceding claims, characterized in that the chamfers (9) on one side of the strip (5) are equal to the chamfers on the other side of the strip.

Sealing strip according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the chamfers (9) on one side of the strip (5) differ in size from the chamfers on the other side of the strip.