DE2430573A1 - Adjustable guiding and sealing device - has elastic ring fitted inside guiding and sealing rings with adjusting screw - Google Patents

Adjustable guiding and sealing device - has elastic ring fitted inside guiding and sealing rings with adjusting screw

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DE2430573A1 DE2430573A DE2430573A DE2430573A1 DE 2430573 A1 DE2430573 A1 DE 2430573A1 DE 2430573 A DE2430573 A DE 2430573A DE 2430573 A DE2430573 A DE 2430573A DE 2430573 A1 DE2430573 A1 DE 2430573A1
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Abstract

The design is for pistons and piston rods and has at least two guide rings and at least one intermediate sealing ring into its working position. The design provides an adjustable sealing and guide ring made from wear resistant material. There is an elastic material ring (4) fitted inside the guide and sealing rings (1, 2, 3). It has slanted surfaces (6, 11) on which the pressure fluid or a screw device (5) operate. This forces the guide and sealing rings outwards towards the cylinder wall. The screw can be adjusted to ensure that the ring is precisely centred relative to the piston. All the guide and sealing rings are made of plastic and cover any small areas of porosity when pressed outwards.

Description

Nachstellbare Führungs- und Dichtungsvorrichtung. Adjustable guide and sealing device.

Die Erfindung bezieht sich auf eine nachstellbare Dichtungs-und Führungsvorrichtung für Kolben und Kolbenstangen mit mindestens zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten r rungsringen und mindestens einem zwischen diesen liegenden Dichtungsring, der durch den hydraulischen oder pneumatischen Druck in seine Wirklage beaufschlagbar sein kann.The invention relates to an adjustable sealing and guiding device for pistons and piston rods with at least two one behind the other in the axial direction arranged r ring rings and at least one sealing ring between them, which can be acted upon by the hydraulic or pneumatic pressure in its effective position can be.

Es sind bereits derartige Vorrichtungen bekannt (USA-PS 638164).Such devices are already known (USA-PS 638164).

Hierbei bestehen die Dichtungsringe aus Gummi oder Gummigewebe. Sie sind einerseits elastisch, andererseits aber nicht abriebfest genug, so daß ein vorzeitiger Verschleiß eintritt.The sealing rings are made of rubber or rubber fabric. she are on the one hand elastic, on the other hand not abrasion resistant enough, so that a premature wear occurs.

Es gibt die verschiedensten Konstruktionen, bei denen die Abdichtung entweder durch den Mediendruck oder durch mechanische Nachstellbarkeit erfolgt. Dadurch entsteht bei den erwähnten elastischen Materialien vielfach durch ein zu hohes Anpressen ein Rattern während des Betriebes.Darüber hinaus entsteht bei schnellen Hubbewegungen zumeist eine zu starke Erwärmung der Kolbenstange oder des Zylindermantels. Dies führt nicht selten zu einem Verbrennen der Dichtungen, was die Ursache der Undichtigkeit ist0 Der bekannte Stick-Slip-Effekt ist die Ursache von zu stark angepressten Dichtungen.There are a wide variety of constructions in which the seal takes place either through the media pressure or through mechanical adjustability. In the case of the elastic materials mentioned, this is often caused by a to high pressure a rattle during operation. In addition, with fast Stroke movements usually result in excessive heating of the piston rod or the cylinder jacket. This not infrequently leads to the seals burning, which is the cause of the Leakage is 0 The well-known stick-slip effect is the cause of excessive pressure Seals.

Alle bekannten auf dem Markt befindlichen Dichtungen für Zylinderkolben und Kolbenstangen benötigen außerdem eine bis auf wenige Mikron genau bearbeitete Lauffläche. Dies bedeutet, daß nach einem entsprechenden Verschleiß nicht nur die Dichtungen ausgewechselt werden müssen, sondern es müssen auch der Zylindermantel und die Kolbenstange nachgearbeitet werden. Bei großem Verschleiß ist daher eine Neuanfertigung einzelner Teile unumgänglich. Die Verwendung herkömmlicher Dichtungen fahrt daher oft zu großen Stillstandzeiten und somit Maschinanverlustzeiten.All known seals for cylinder pistons on the market and piston rods also require one that is machined to within a few microns Tread. This means, that after a corresponding wear Not only do the seals have to be replaced, but also the Cylinder jacket and the piston rod are reworked. With great wear It is therefore essential to manufacture individual parts from scratch. The use of conventional Seals therefore often lead to long downtimes and thus machine downtimes.

Reine Gummidichtungen, z.B. aus Perbunan und dergleichen zeigen zudem den Nachteil, daß sich der Gummi unter Druck in die Vertiefungen der rauhen Oberfläche des Zylinderrohres oder der Kolbenstange oder in kleine poröse Stellen eindrückt. Beim Anfahren des Kolbens werden die Dichtungen aus Gummi oder Gummigewebe daher sehr schnell verschlissen.Pure rubber seals, e.g. made of Perbunan and the like, also show the disadvantage that the rubber is under pressure in the depressions of the rough surface the cylinder tube or the piston rod or into small porous areas. When the piston starts up, the seals are made of rubber or rubber fabric worn out very quickly.

Insbesondere bei langen Zylindern ist es nicht immer möglich, diese kleinen porösen Stellen,besonders bei Gußzylindermänteln, zu erkemlen,besonders wenn diese im Bereich von wenigen Mikron liegen.Especially with long cylinders it is not always possible to do this Small porous areas, especially in the case of cast cylinder jackets, to be recognized, especially when these are in the range of a few microns.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die genannten Nachteile sich dadurch beseitigen lassen, daß nachstellbare Dichtungs- und Fuhrungsringe aus verschleißfestem Material gemeinsam gegen die Dichtflächen gedrückt werden.The invention is based on the knowledge that the disadvantages mentioned can be eliminated by the fact that adjustable sealing and guide rings from wear-resistant material are pressed together against the sealing surfaces.

Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, die Vorrichtung der Eingangs erwähnten Art so zu verbessern, daß ein elastisches Material nur- zur gemeinsamen Beaufschlagung der Ringe verwendet ist.Therefore, the invention is based on the object of the device To improve the aforementioned type so that an elastic material only for common Acting on the rings is used.

Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung besteht darin, daß in radialer Richtung innen gegenüber den Fiihrungs- und Dichtungsringen ein Ring aus elastischem Material angeordnet ist, der mit schrägen Flächen zur Beaufschlagung durch das Druckmedium oder eine Schraubeinrichtung versehen ist. Der Ring aus elastischem Material berührt daher die Lauffläche nicht und unterliegt somit auch keinem Verschleiß. Br dient lediglich dazu, den aufgebrachten Druck auf alle Ringe zu übertragen.The solution to this problem by the invention is that in radial direction inside opposite the guide and sealing rings from a ring elastic material is arranged with inclined surfaces to act on is provided by the pressure medium or a screw device. The ring made of elastic The material therefore does not touch the running surface and is therefore not subject to wear. Br only serves to transfer the applied pressure to all rings.

Hierzu ist er mit einer oder mehreren schrägen Flächen versehen, die eine Keilwirkung erzeugen und den Druck in der. gewünschten Richtung umlenken.For this purpose, it is provided with one or more inclined surfaces that create a wedge effect and reduce the pressure in the. divert the desired direction.

Die so angepressten Führungs- und Dichtungsringe überbrücken schadlos kleine poröse Stellen.Hierbei ist besonders vorteilhaft,daß alle die Zylinderwand berührenden Ringe aus einem Kunststoff bestehen, der die Eigenschaft besitzt, kleine poröse Stellen im Zylinderrohr oder in der Kolbenstange zu verschließen. Besonders geeignet ist hier die Verwendung eines Kunststoffes aus der Gruppe PTFE, der besonders dazu geeignet ist, die kleinen porösen Stellen zuzuschmieren und zu glätten, so daß eine geschlossene und durch das Hin- und herbewegen des Kolbens und der Kolbenstange spiegelblanke Fläche entsteht.The guide and sealing rings pressed in this way bridge without damage small porous areas. Here it is particularly advantageous that all of the cylinder wall Contacting rings are made of a plastic that has the property of being small to close porous areas in the cylinder tube or in the piston rod. Particularly The use of a plastic from the PTFE group, which is particularly suitable, is suitable here is suitable for lubricating and smoothing the small porous areas, see above that a closed and by the reciprocating movement of the piston and the piston rod A mirror-like surface is created.

Entscheidend ist, daß hierdurch.-möglich wird, die Feinstbearbeitungszeit von Zylinderrohren und Kolbenstangen wesentlich zu verringern und somit eine wirtschaftlichere Fertigung solcher Teile zu erzielen. Andererseits kann auch die Ausschußquote im Vergleich zum Stand der Technik wesentlich reduziert werden. Wenn beispielsweise.ein Zylinderrohr von lo m Länge innen feinstbearbeitet werden soll, so braucht man, um eine Oberflächenrauhigkeit von einigen Zehntel Millimetern in Hundertstel zu verwandeln, bei einem mittleren Durchmesser von 150 mm, ca. 5 Stunden Arbeitszeit. Will man aber diese Rauhigkeit von Hundertstel Millimeter in einige Tausendstel Millimeter verwandeln, so werden hierzu nochmals eben soviel Stunden Arbeitszeit benötigt.The decisive factor is that this makes it possible to achieve the finest machining time of cylinder tubes and piston rods and thus a more economical one To achieve production of such parts. On the other hand, the reject rate in the Compared to the prior art can be significantly reduced. For example, if. A Cylinder tube of lo m length can be finely machined inside target, so you need to achieve a surface roughness of a few tenths of a millimeter in To transform hundredths, with an average diameter of 150 mm, approx. 5 hours Working time. But if you want this roughness of hundredths of a millimeter in some If you transform a thousandth of a millimeter, it will take just as many hours again Working time required.

Durch die Verwendung des Erfindungsgegenstandes können Oberflächenrauhigkeiten des Zylinderrohres und der Kolben stange von wenigen Hunderstel Millimetern als gebrauchfähige Laufflächen angesehen werden.Dadurch wird somit ein wesentlicher wirtschaftlicher Fortschritt in der Bearbeitung von Zylinderrohren und Kolbenstangen erreicht.By using the subject matter of the invention, surface roughness of the cylinder tube and the piston rod of a few hundredths of a millimeter than usable running surfaces are considered. This is an essential economic progress in the machining of cylinder tubes and piston rods achieved.

Darüberhinaus ergibt sich der Vorteil, daß durch das erfindungsgemäße Anpressen der radial leicht verformbaren Kunststoff-Führungs- und Dichtungsringe auch geometrisch unrunde Profile abgedichtet werden können.In addition, there is the advantage that the inventive Pressing on of the easily radially deformable plastic guide and sealing rings geometrically non-circular profiles can also be sealed.

Durch das gleichzeitgeradiale anpressen der beiden Führungsringe und des Dichtungsringes immer gegen eine geschlossene Anlagefläche ergibt sich ferner der grundsätzliche Vorteil,daß nicht die Möglichkeit besteht,daß der Dichtungsring nicht in einen Spalt zwischen den Dichtungsflächen der Kolben- und der Stangenführung einwandern kann.By simultaneously pressing the two guide rings and of the sealing ring always against a closed contact surface also results the fundamental advantage that there is no possibility that the sealing ring not into a gap between the sealing surfaces of the piston and rod guides can immigrate.

Auf diese Weise wird trotz sehr geringen Verschleißes eine einwandfreie Abdichtung erzielt.In this way, despite very little wear and tear, it is flawless Sealing achieved.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht unter anderem vor, daß der Dichtungsring verhältnismäßig dünn ist, bei einem Durchmesser von 100 Millimetern kann er beispiels' weise eine axiale Stärke von nur 1 bis 2 Millimetern aufweisen. Dadurch kann erreicht werden, daß nach diesem wichtigen Erfindungsmerkmal ein dauerndes Nachstellen der Dichtungsringe erfolgt.The further embodiment of the invention provides, inter alia, that the sealing ring is relatively thin a diameter of 100 millimeters, for example, it can have an axial thickness of only 1 to 2 Have millimeters. This can be achieved that according to this important feature of the invention a permanent readjustment of the sealing rings takes place.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung eines schematischen Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die einzelne Figur der Zeichnung, die einen Axialschnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung zeigt.Further advantages and details of the invention emerge from the now the following description of a schematic embodiment with reference to the single figure of the drawing showing an axial section through the device according to the invention shows.

Auf dem Kolben 12 sitzen die beiden Führungsringe 1 und 2, die aus Kunststoff bestehen können. Dieser Kunststoff zeigt trotz guter Verschleißfestigkeit eine gewisse Elastizität.On the piston 12 sit the two guide rings 1 and 2, which from Plastic can exist. This plastic shows good wear resistance despite its good wear resistance some elasticity.

Die beiden Ringe 1 und 2 sind geschlitzt und können daher auf ihren in der Figur dargestellten Sitz einschnappen, der mit einem radialen Rücksprung 14 oder einer Nut versehen ist.The two rings 1 and 2 are slotted and can therefore be placed on their Snap in the seat shown in the figure, with a radial recess 14 or a groove is provided.

Auf diese Weise ist der-Einbau sehr einfach und es wird auch erreicht, daß eine axiale Verschiebung dieser beiden Führungsringe 1 und 2 nicht möglich ist.In this way, the installation is very simple and it is also achieved that an axial displacement of these two guide rings 1 and 2 is not possible.

In radialer Richtung innen gegenUber diesen Ringen ist ein schwarz dargestellter Ring aus elastischem Material 4 mit schrägen Flächen 6 und 11 angeordnet, die durch die beiden Ringe 7 und 8 entweder mittels der Schrauben 5 und 5a oder durch das Druckmedium beaufschlagt werden, das durch die Schraubenbohrung 10 links und rechts loa in der Figur eindringen kann.In the radial direction inside opposite these rings is a black one The illustrated ring made of elastic material 4 with inclined surfaces 6 and 11 is arranged, through the two rings 7 and 8 either by means of the screws 5 and 5a or are acted upon by the pressure medium that is left through the screw hole 10 and can penetrate right loa in the figure.

Durch die Vorspannung des elastischen Ringes wird auch der Dichtungsring 3 beaufschlagt, der außerordentlich dünn gehalten sein kann. Bei einem Zylinderdurchmesser von etwa loo mm kann seine axiale Stärke z.B. 1 - 2 mm betragen. Durch die erwähnte axiale Befestigung der Führungsringe 1 und 2 ist der Einbauraum für den Dichtungsring 3 festgelegt, so daß ein Pumpen durch axiale Bewegung nicht erfolgen kann. Da durch die Erfindung die Führungsringe 1, 2 und 3 gleichzeitig nachgespannt werden, kann niemals eine Spaltwirkung an der Lauffläche entstehen.The sealing ring also becomes due to the pretensioning of the elastic ring 3 applied, which can be kept extremely thin. With a cylinder diameter of about 100 mm, its axial thickness can be, for example, 1 - 2 mm. Through the mentioned axial fastening of the guide rings 1 and 2 is the installation space for the sealing ring 3 set so that pumping by axial movement can not take place. Through this the invention, the guide rings 1, 2 and 3 can be retightened at the same time there will never be a splitting effect on the running surface.

Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß beim Arbeitshub Druckmedium durch die Öffnungen lo auf die Schrägfläche 11 über den Ring 7 geleitet wird, wodurch der Ring 4 mit einer Komponente in Richtung der Zylinderlauffläche beaufschlagt wird. Auf der rechten Seite kann die Beaufschlagung durch die Schraube 5a über den Ring 8 auf die Schrägfläche 6 erfolgen. Dies erscheint dann erforderlich, wenn es sich z.B. um einen einfachwirkenden Kolben handelt, bei dem auf die Kolbenstangenseite des Zylinders kein Druckmedium einwirkt.The mode of operation of the subject matter of the invention is that when Working stroke pressure medium through the openings lo on the inclined surface 11 over the ring 7 is passed, whereby the ring 4 with a component in the direction of the cylinder running surface is applied. On the right side the loading can be seen through the screw 5a take place on the inclined surface 6 via the ring 8. This then appears necessary if, for example, it is a single-acting piston, the one on the piston rod side there is no pressure medium acting on the cylinder.

Durch den Druck auf die beiden Schrägflächen 6 und 11 wird der Druck durch den elastischen Ring 4 nach oben in der Figur umgelenkt, wodurch alle Ringe 1, 2 und 3 nach oben in Richtung auf die nicht dargestellte Zylinderlauffläche vorgespannt werden. Es kann auch vorgesehen sein, daß die Beaufschlagung von beiden Seiten nur durch das Druckmedium oder beiseitig nur durch Schrauben erfolgt.By the pressure on the two inclined surfaces 6 and 11, the pressure deflected by the elastic ring 4 upwards in the figure, whereby all rings 1, 2 and 3 biased upwards in the direction of the cylinder running surface, not shown will. It can also be provided that the application from both sides only by the Pressure medium or only by screws on both sides.

Bei einer Beaufschlagung nur durch das Druckmedium können ferner der oder die Ringe 7 und/oder 8 weggelassen sein, ferner kann der Winkel der Schrägfläche 11 gegenüber der Zylinderlauffläche dem Erforderlichen, das heißt in erster Linie der Druckhöhe angepaßt werden.If only the pressure medium is applied, the or the rings 7 and / or 8 can be omitted, furthermore the angle of the inclined surface 11 with respect to the cylinder running surface what is required, that is, primarily be adapted to the print height.

Claims (9)

Patentansprüche Claims Führungs- und Dichtungsvorrichtung für Kolben und Kolbenstangen mit mindestens zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten Führungsringen und mindestens einem zwischen diesen liegenden Dichtungsring, der durch den hydraulischen oder pneumatischen Druck in seine Wirklage beaufschlagbar sein kann, dadurch gekennzeichnet, daß in radialer Richtung innen gegenüber den Führungs- und Dichtungsringen (1, 2, 3) ein Ring (4) aus elastischem Material angeordnet ist, der mit schrägen Flächen (6, 11) zur Beaufschlagung durch das Druckmedium oder eine Schraubeinrichtung (5) versehen ist.Guide and sealing device for pistons and piston rods with at least two guide rings arranged one behind the other in the axial direction and at least one sealing ring located between these, which by the hydraulic or pneumatic pressure can be acted upon in its effective position, characterized in that that in the radial direction on the inside opposite the guide and sealing rings (1, 2, 3) a ring (4) made of elastic material is arranged with inclined surfaces (6, 11) for application by the pressure medium or a screw device (5) is provided. 2. Führungs- und Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch mechanisches Vorspannen oder durch das Druckmedium über den elastischen Ring (4) die Ringe (1 und 2) so radial nach außen an die Zylinderwand oder um die Kolbenstange gepresst werden, daß die Dichtkante des Gleitringes nicht in einen radialen Spalt gepresst werden kann.2. Guide and sealing device according to claim 1, characterized in that that by mechanical pretensioning or by the pressure medium over the elastic Ring (4) the rings (1 and 2) so radially outwards against the cylinder wall or be pressed around the piston rod so that the sealing edge of the sliding ring does not slide into a radial gap can be pressed. 3. Führungs- und Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch mechanisches Nachstellen der Schraube (5) oder durch Beaufschlagung des Druckmediums über den Ring (4) der Kolben so zentriert wird, da immer eine exakte Mittellage vorhanden ist.3. Guide and sealing device according to claim 1, characterized in that that by mechanically readjusting the screw (5) or by applying the Pressure medium is centered over the ring (4) of the piston in such a way that there is always an exact Central position is present. 4. Führungs- und Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle die Zylinderwand berührenden Ringe (1, 2, 3) aus einem Kunststoff bestehen, der die Eigenschaften besitzt, kleine poröse Stellen im Zylinderrohr oder auf der Kolbenstange zu überdecken, ohne in die Vertiefung eingedrückt zu werden.4. guiding and sealing device according to claim 1, characterized in that that all rings (1, 2, 3) in contact with the cylinder wall are made of a plastic material, which has the properties of small porous spots in the cylinder tube or on the To cover the piston rod without being pressed into the recess. 5. Führungs- und Dichtungsvorriehtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Zylinderrohren oder Kolbenstangen verwendet werden, die eine größere Oberflächenrauhigkeit als bisher üblich aufweisen können.5. Guide and Dichtungsvorriehtung according to claim 1 or 2, characterized marked that they are in cylinder tubes or piston rods are used that can have a greater surface roughness than previously usual. 6. Führungs- und Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie bei Zylindern mit geometrisch unrundem Profil verwendet werden, wobei die Führungs- und Dichtungsringe (1, 2, 3) aus leicht verformbaren Kunststoff bestehen.6. Guide and sealing device according to claim 1, characterized in that that they are used in cylinders with a geometrically non-circular profile, the Guide and sealing rings (1, 2, 3) consist of easily deformable plastic. 7. Führungs- und Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schrauben (5) in axialer Richtung angeordnet sind und über einen mit einer entsprechenden konischen Fläche (6) versehenen Ring (8) auf den elastischen Ring (4) wirken, womit die gewünschte Vorspannung eingestellt werden kann.7. guiding and sealing device according to claim 1, characterized in that that several screws (5) are arranged in the axial direction and one with a corresponding conical surface (6) provided ring (8) on the elastic Ring (4) act, with which the desired preload can be set. 8. Führungs- und Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine offene Verbindung (10) der Schrägfläche (11) des elastischen Ringes (4) oder eines hiermit in Berührung stehenden Ringes(9)mit dem Druckraum des Zylinders vorgesehen ist.8. guiding and sealing device according to claim 1, characterized in that that an open connection (10) of the inclined surface (11) of the elastic ring (4) or a ring (9) in contact therewith with the pressure chamber of the cylinder is provided. 9. Führungs- und Dichtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsringe (1, 2) in radialer Richtung liegende Vorsprünge (13) und Rücksprünge (14) aufweisen, die entsprechend passende Teile des Kolbens eingreifen, so daß die Ringe hierdurch in axialer Richtung festliegen.9. Guide and sealing device according to claim 1, characterized in that that the guide rings (1, 2) lying in the radial direction projections (13) and recesses (14) which engage corresponding parts of the piston so that the As a result, the rings are fixed in the axial direction. LeerseiteBlank page
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