DE10315221A1 - Seal esp. for piston/piston rods and cylinders has curved sealing surface moving across changing surface during relative rotation of components - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtung mit einer zwischen gegeneinander abzudichtenden und relativ zueinander drehend bewegbaren Flächen wirkenden Dichtfläche. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Dichtung mit einer zwischen einem im wesentlichen zylinderförmigen Element wie einem Kolben, einer Kolbenstange oder einer Welle und einer im wesentlichen hohlzylindrischen Führung wirkenden Dichtfläche, wobei das zylindrische Element und die hohlzylinderförmige Führung zur Ausführung einer Drehbewegung relativ zueinander um eine Drehachse ausgebildet sind.The The present invention relates to a seal with an intermediate to be sealed against each other and movable relative to each other surfaces acting sealing surface. In particular, the present invention relates to a seal one between an essentially cylindrical element such as a piston, a piston rod or a shaft and a substantially hollow cylindrical guide acting sealing surface, the cylindrical element and the hollow cylindrical guide for execution a rotational movement relative to one another about an axis of rotation are.
Damit ein sich innerhalb eines Hydraulikzylinders bewegender, an einer Kolbenstange geführter Kolben oder eine in einer Klemmeinrichtung geführte (Kolben-)Stange zuverlässig funktioniert, ist eine Abdichtung zwischen Kolben und Innenraum des Hydraulikzylinders erforderlich. Diese Abdichtung weist eine Dichtfläche auf, die die Innenwandung des Hydraulikzylinders beaufschlägt. Zur Optimierung der Gleiteigenschaften zwischen der Abdichtung und der Innenwandung des Hydraulikzylinders wird in diesem Bereich ein Schmiermittel geführt. Herkömmliche Kolben sind für eine Linearbewegung entlang der Hauptachse des Hydraulikzylinders bzw. der Kolbenstange ausgelegt. Für derartige Anwendungen weist der Kolben eine Dichtung auf, deren Dichtfläche ringförmig und senkrecht zu einer Hauptachse des Hydraulikzylinders (und somit des Kolbens) ausgebildet ist.In order to a moving within a hydraulic cylinder on one Piston rod guided piston or a (piston) rod guided in a clamping device functions reliably, is a seal between the piston and the interior of the hydraulic cylinder required. This seal has a sealing surface which acts on the inner wall of the hydraulic cylinder. to Optimization of the sliding properties between the seal and the inner wall the hydraulic cylinder becomes a lubricant in this area guided. Conventional pistons are for a linear movement along the main axis of the hydraulic cylinder or the piston rod. For such applications, the Piston on a seal, the sealing surface is annular and perpendicular to one Main axis of the hydraulic cylinder (and thus the piston) is formed.
Ist jedoch vorgesehen, daß ein Kolben alternativ oder ergänzend zu der herkömmlichen Linearbewegung eine rotatorische Bewegung, d.h. eine Drehbewegung um die Hauptachse bzw. Drehachse, durchführt, weisen herkömmliche Abdichtungen mit einer wie voranstehend beschriebenen Dichtfläche den Nachteil auf, daß sie bei derartigen Kolbenbewegungen ein nur unzureichendes Abdichtverhalten aufweisen. Insbesondere besteht die Gefahr eines "Trockenlaufens" der Dichtfläche, wenn der Kolben lediglich eine rotatorische Bewegung ausführt.is however provided that a Pistons alternatively or additionally to the conventional Linear motion is a rotary motion, i.e. a rotary motion around the main axis or axis of rotation, have conventional Seals with a sealing surface as described above Disadvantage on that they have inadequate sealing behavior with such piston movements. In particular, there is a risk of the sealing surface "running dry" if the piston only performs a rotational movement.
Aus
der
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung mit einer zwischen zwei relativ zueinander drehbaren abzudichtenden Flächen, insbesondere zylinderförmigen Flächen, wirkenden Dichtfläche mit einem verbesserten Abdichtverhalten bereitzustellen, mit der die Nachteile des Standes der Technik ausgeräumt sind.outgoing the invention is based on the object of a seal with a surface to be sealed between two rotatable relative to each other, in particular cylindrical Surfaces, acting sealing surface to provide with an improved sealing behavior with which the disadvantages of the prior art are eliminated.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Dichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. des Patentanspruches 2 vorgeschlagen.to solution According to the invention, this object is a seal with the features of claim 1 or claim 2 proposed.
Demnach ist eine erfindungsgemäße Dichtung derart ausgebildet, daß die Dichtfläche bei einer relativen Drehung der beiden gegeneinander abzudichtenden Flächen um eine Drehachse eine parallel zu der Drehachse sich ändernde Fläche überstreicht. Dies bedeutet, daß die Dichtfläche derart ausgestaltet ist, daß sie bei einer relativen Drehbewegung nicht ständig dieselbe Fläche überstreicht, was den beschriebenen Trockenlauf verursachen kann, sondern die sich überstrichene Fläche ändert, wodurch ein an der Dichtfläche bzw. unter einer Dichtlippe der Dichtfläche ausgebildeter Schmierfilm nicht abreißt, da die Dichtfläche bei der Drehbewegung des Kolbens mit Bereichen der abzudichtenden Fläche in Berührung kommt, die kurz zuvor noch nicht von der Dichtfläche beaufschlagt waren und somit mit Schmiermittel benetzt sind. Oder mit anderen Worten, ein Abschnitt oder Segment der in einem Moment von der Dichtfläche bedeckten Fläche ist zu einem etwas späteren Zeitpunkt der Drehung nicht mehr von der Dichtfläche bedeckt, so daß Schmiermittel an dieses Flächensegment gelangen kann, wodurch der Schmierfilm "gefüttert" wird.Therefore is a seal according to the invention trained such that the sealing surface with a relative rotation of the two to be sealed against each other surfaces about an axis of rotation that changes parallel to the axis of rotation Area swept. This means that the sealing surface is designed so that it not constantly sweeping over the same surface with a relative rotation, what can cause the described dry running, but the crossed each other Area changes, creating a on the sealing surface or lubricating film formed under a sealing lip of the sealing surface does not tear off there the sealing surface during the rotary movement of the piston with areas of the to be sealed area in touch comes, which were not previously affected by the sealing surface and are thus wetted with lubricant. Or in other words, a Section or segment of the one covered by the sealing surface in a moment area is to a little later Time of rotation no longer covered by the sealing surface, so that lubricant to this surface segment can get, whereby the lubricating film is "fed".
Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung einer Dichtfläche wird somit erreicht, daß eine Abdichtung zwischen zwei abzudichtenden Flächen, beispielsweise einem Kolben und einer Innenwandung einer Kolbenführung in einem Hydraulikzylinder, insbesondere im Falle einer sich über einen längeren Zeitraum an einer sich nicht ändernden Hub-Position drehenden Kolbenstange, stark verbesserte Abdicht- und Verschleißeigenschaften aufweist. Erfindungsgemäß wird somit eine kombinatorische, selbstschmierende Dichtung bereitgestellt, die insbesondere für eine Anwendung für einen Kolben mit Drehbewegung geeignet ist.With the inventive design of a sealing surface is thus achieved that a Sealing between two surfaces to be sealed, for example one Pistons and an inner wall of a piston guide in a hydraulic cylinder, especially in the case of an over a long period of time non-changing stroke position rotating piston rod, greatly improved sealing and wear properties having. According to the invention a combinatorial, self-lubricating seal is provided, which especially for an application for a piston with rotary motion is suitable.
Die erfindungsgemäße Dichtung weist zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe eine um eine zylindrische Mantelfläche angeordnete Dichtfläche mit der Form einer Kurve oder Raumkurve auf. Die Dichtfläche ist in einem zy linderförmigen Bereich einer Mantelfläche einer der abzudichtenden Flächen angeordnet, wobei die Höhe dieses Bereichs durch einen oberen und einen unteren Scheitelpunkt der Raumkurve begrenzt ist. Die Ausdehnung der von der Dichtfläche bei einer relativen Drehung überstrichenen Fläche entspricht der Höhe oder der Ausdehnung des durch die Scheitelpunkte begrenzten Bereichs. Die Vorteile, insbesondere hinsichtlich der Funktion, ergeben sich somit durch eine Dichtfläche, die die Bedingung erfüllt, sowohl in axialer als auch in radialer Richtung entlang der zylindrischen Mantelfläche orientiert zu sein. Um diese Bedingung zu erfüllen, weist die Dichtfläche zumindest abschnittsweise die Form einer Kurve auf. Vorzugsweise ist die Raumkurve durch Neigung einer um die zylindrische Mantelfläche umlaufenden ringförmigen Dichtfläche zur konventionellen Ausrichtung senkrecht zur Hauptachse der Zylinderform gebildet. In diesem Fall kann die entstandene Dichtfläche als eine geschlossene Wendelform beschrieben werden.To achieve the object on which the invention is based, the seal according to the invention has a sealing surface arranged around a cylindrical outer surface with the shape of a curve or space curve. The sealing surface is arranged in a cylindrical region of a lateral surface of one of the surfaces to be sealed, the height being the This area is bounded by an upper and a lower vertex of the space curve. The extent of the area covered by the sealing surface during a relative rotation corresponds to the height or the extent of the area delimited by the vertices. The advantages, in particular with regard to the function, thus result from a sealing surface which fulfills the condition of being oriented both in the axial and in the radial direction along the cylindrical outer surface. In order to meet this condition, the sealing surface has the shape of a curve, at least in sections. The space curve is preferably formed by the inclination of an annular sealing surface running around the cylindrical outer surface for conventional alignment perpendicular to the main axis of the cylindrical shape. In this case, the resulting sealing surface can be described as a closed spiral shape.
In einer weiteren, besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Kolben um eine zylindrische Mantelfläche zur Bildung der Dichtfläche eine zur Aufnahme eines Abdichtelements, insbesondere eines Dichtungsrings, ausgebildete Dichtungsnut mit derselben Ausrichtung wie die Dichtfläche auf. In eine derart ausgestaltete Dichtungsnut sind Dichtungsringe aller Art einsetzbar. Ein Dichtungsring kann aus unterschiedlichen Abdichtungsmaterialen ausgebildet sein. Um ein besonders gutes Abdichtverhalten der Dichtung zu gewährleisten, besteht der Dichtungsring vorzugsweise aus Teflon bzw. Teflon-Compound oder Polyurethan bzw. Polyurethanmischungen. Diese Materialien weisen des weiteren den Vorteil auf, daß sie plastisch und/oder elastisch verformbar sind und sich somit in einfacher Weise in die erfindungsgemäße Dichtungsnut einsetzen lassen.In a further, particularly advantageous embodiment of the invention the piston has a cylindrical outer surface to form the sealing surface for receiving a sealing element, in particular a sealing ring, trained sealing groove with the same orientation as the sealing surface. In such a sealing groove sealing rings are all Kind of usable. A sealing ring can be made of different sealing materials be trained. For a particularly good sealing behavior of the seal to ensure, the sealing ring is preferably made of Teflon or Teflon compound or polyurethane or polyurethane mixtures. These materials exhibit the further the advantage that they are plastically and / or elastically deformable and thus easier Way in the sealing groove according to the invention let insert.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung entspricht die Ausdehnung der sich ändernden Fläche bzw. der Kurve der Dichtfläche in Richtung der Drehachse im wesentlichen der doppelten Breite der Dichtfläche. Dadurch wird bei einer reinen Drehbewegung ohne überlagerte Linearbewegung ein optimales Abdichtverhalten der Abdichtung gewährleistet, da sichergestellt ist, daß die sich ändernde Fläche sich im Laufe einer Umdrehung zumindest einmal aus einem zuvor abgedeckten Dichtbereich oder -segment im wesentlichen vollständig wegbewegt. Somit kann im Laufe einer Umdrehung Schmiermittel an jeden Punkt der Dichtfläche gelangen. Selbstverständlich wird dieser Effekt auch erzielt, wenn die Ausdehnung mehr als das Doppelte der Breite der Dichtfläche entspricht.In particularly advantageous embodiment of the invention corresponds to Extension of the changing area or the curve of the sealing surface in the direction of the axis of rotation substantially twice the width of the Sealing surface. This means that a pure rotary movement without a superimposed linear movement optimal sealing behavior of the seal is guaranteed because it is ensured is that the changing area at least once from a previously covered one revolution Sealing area or segment substantially completely moved away. This means that lubricant can be applied to every point in the course of one revolution the sealing surface reach. Of course this effect is achieved even if the expansion is more than that Double the width of the sealing surface equivalent.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.Further Advantages and refinements of the invention result from the Description and the accompanying drawing.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the Features mentioned above and the features to be explained below not only in the specified combination, but also in other combinations or alone can be used without to leave the scope of the present invention.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.The Invention is based on exemplary embodiments shown schematically in the drawing and is described below Described in detail with reference to the drawing.
Die
erfindungsgemäße Dichtfläche
Die
erfindungsgemäße Dichtungsnut
In
der zylindrischen Innenfläche
Die erfindungsgemäße Dichtung hat den Vorteil, daß sie im Vergleich zu herkömmlichen Dichtungen, die lediglich eine senkrecht zur Kolbenhaupt- oder -Drehachse ausgebildete ringförmige Dichtfläche aufweisen, bei linearen und/oder rotatorischen Bewegungen des Kolbens ein gleichermaßen zuverlässiges Abdichtverhalten zwischen Kolben und abzudichtender Innenwandung bspw, eines Hydraulikzylinders aufweist, während die herkömmlichen Dichtungen lediglich für Linearbewegungen des Kolbens ausgelegt sind.The seal according to the invention has the advantage that it compared to conventional ones Seals that are only perpendicular to the main piston or axis of rotation trained annular sealing surface have, with linear and / or rotary movements of the piston an alike reliable Sealing behavior between the piston and the inner wall to be sealed For example, has a hydraulic cylinder, while the conventional Seals only for Linear movements of the piston are designed.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2003115221 DE10315221A1 (en) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | Seal esp. for piston/piston rods and cylinders has curved sealing surface moving across changing surface during relative rotation of components |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=33016142
Family Applications (1)
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DE2003115221 Ceased DE10315221A1 (en) | 2003-03-31 | 2003-03-31 | Seal esp. for piston/piston rods and cylinders has curved sealing surface moving across changing surface during relative rotation of components |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10315221A1 (en) |
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2003
- 2003-03-31 DE DE2003115221 patent/DE10315221A1/en not_active Ceased
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