DE2547854C2 - Piston seal, in particular for hydraulic pit rams - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbendichtung, insbesondere für hydraulische Grubenstempel, mit einem in einer Kolbenringnut zwischen Stützringen angeordneten, den Ringspalt zwischen Kolben und Zylinder abdichtenden Dichtring, der sich gegen einen in der Kolbenringnut sitzenden, durch den hydraulischen Druck axial stauchbaren und dabei radial verformbaren Gummiring mit planer Basis abstützt und von diesem gegen die Zylinderwandung anpreßbar ist.The invention relates to a piston seal, in particular for hydraulic pit rams, with one in one Piston ring groove arranged between support rings, sealing the annular gap between piston and cylinder Sealing ring that is seated against one in the piston ring groove, axially due to the hydraulic pressure compressible and thereby radially deformable rubber ring with a flat base and supported by this against the Cylinder wall can be pressed.

Kolbendichtungen dieser Art, bei welchen der aus einer Gewebemanschette bestehende Dichtring sich gegen einen elastisch verformbaren Gummiring abstützt, haben sich in der Praxis an sich bewährt. Bei diesen Kolbendichtungen bewirkt der elastische Gummiring einerseits die statische Abdichtung am Nutgrund und andererseits die Anpressung des Dichtringes gegen die Zylinderwandung. Im Betrieo erfährt der Gummiring unter der Wirkung des hydraulischen Druckmediums eine axiale Stauchung. Die sich hierbei einstellende Querdehnung des Gummiringes bewirkt die Anpressung des Dichtringes gegen die Zylinderwandung mit der gewünschten Vorspannkraft. Die beiden stirnseitig angeordneten, z. B. aus Winkelbuchsen bestehenden Stützringe dienen der Kammerung der Dichtung; sie können gleichzeitig die Kolbenführung bilden.Piston seals of this type, in which the sealing ring, which consists of a fabric sleeve, is supported against an elastically deformable rubber ring, have proven themselves in practice. at On the one hand, the elastic rubber ring of these piston seals provides a static seal at the groove base and on the other hand the pressing of the sealing ring against the cylinder wall. The rubber ring finds out in the factory an axial compression under the action of the hydraulic pressure medium. The resulting one Transverse expansion of the rubber ring also causes the sealing ring to be pressed against the cylinder wall the desired preload force. The two at the front, z. B. consisting of angled sockets Support rings are used to chamber the seal; they can form the piston guide at the same time.

Aus der FR-PS 22 55 815 ist eine Kolbendichtung bekannt, bei welcher der sich rückseitig gegen den elastischen Gummiring abstützende Dichtring zwischen breiten keilförmigen Stützringen angeordnet ist, die sich auf keilförmigen Gegenflächen des Gummiringes abstützen. Der Dichtring besteht aus einem Kunststoffmaterial mit niedrigem Reibwert, um die Reibung an der Zylinderwandung zu vermindern. Die Stützringe werden aus einem Hartkunststoffmaterial mit größerem Reibwert gefertigt.From FR-PS 22 55 815 a piston seal is known in which the back against the elastic rubber ring supporting sealing ring is arranged between wide wedge-shaped support rings, which are Support on the wedge-shaped mating surfaces of the rubber ring. The sealing ring is made of a plastic material with a low coefficient of friction in order to reduce the friction on the cylinder wall. The backup rings are made of a hard plastic material with a higher coefficient of friction.

Bei einer anderen bekannten Kolbendichtung gemäß der GB-PS 15 02 379 wird die Dichtung mittels zweier gleichartiger geschlitzter Dichtringe gebildet, die sich in der Kolbenringnut gegen einen elastischen Gummiring abstützen, welcher bei seiner durch den Betriebsdruck bewirkten Stauchung die Dichtringe gegen die Zylinderwand drückt. Der Gummiring weist hier ein etwa trapezförmiges Profil auf, gegen dessen keilförmig geneigte Planken sich die beiden Dichtringe abstützen. An der dem Nutgrund zugewandten Fläche ist der Gummiring mit einer breiten muldenartigen Ausnehmung versehen, so daß er sich nur mit den beiderseits dieser Ausnehmung vorhandenen schmalen Fußflächen gegen den Nutgrund abstützt. Die geschlitzten Dichtringe bestehen aus einem festen Kunststoffmaterial wie Polyamid od. dgl, welches zur Verstärkung Glasfasern sowie zur Reibungsverminderung ein Gleitmittel, z. B. Molybdän-Disulfid, enthält, um die Gleitreibung an der Zylinderwandung zu vermindern.In another known piston seal according to GB-PS 15 02 379, the seal is by means of two similar slotted sealing rings are formed, which are in the piston ring groove against an elastic rubber ring support which, when it is compressed by the operating pressure, the sealing rings against the cylinder wall presses. The rubber ring here has an approximately trapezoidal profile, against which it is wedge-shaped the two sealing rings are supported on inclined planks. On the surface facing the groove base is the Rubber ring provided with a wide trough-like recess, so that it is only with both sides this recess supports existing narrow foot surfaces against the groove base. The slotted sealing rings consist of a solid plastic material such as polyamide or the like, which is used to reinforce glass fibers as well as a lubricant to reduce friction, e.g. B. Molybdenum disulfide, contains the sliding friction on the To reduce cylinder wall.

Bei den bekannten Kolbendichtungen der gattungs-In the known piston seals of the generic

iü gemäßen Art besteht der Nachteil, daß der elastische Gummiring ein verhältnismäßig großes Gummivolumen und entsprechend eine große Dicke aufweisen muß, die erheblich größer ist als die Dicke des Dichtringes. Es ist daher erforderlich, in den Kolben eine entsprechend tiefe Ringnut einzuarbeiten. Insbesondere bei ringförmigen Kolben, wie sie bei mehrstufigen hydraulischen Grubenstempeln vorhanden sind, reicht die vorhandene Kolbenwandstärke häufig nicht aus, um eine entsprechend tiefe Ringnut einzuarbeiten.According to the type there is the disadvantage that the elastic Rubber ring must have a relatively large rubber volume and accordingly a large thickness that is considerably larger than the thickness of the sealing ring. It is therefore necessary to put a correspondingly in the piston to incorporate a deep ring groove. Especially with ring-shaped Pistons, as they are present in multi-stage hydraulic pit rams, the existing one is sufficient Piston wall thickness is often not sufficient to incorporate a correspondingly deep ring groove.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kolbendichtung der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln so auszugestalten, daß der elastische Gummiring unter voller Beibehaltung der Dichtwirkung ein erheblich geringeres Volumen, insbesondere eine geringere Dicke erhalten kann, so daß entsprechend auch nur eine Kolbenringnut mit stark verminderter Nuttiefe am Kolben vorgesehen zu werden braucht.The object of the invention is therefore to provide a piston seal of the type mentioned at the beginning using simple means designed so that the elastic rubber ring while fully maintaining the sealing effect a considerably smaller volume, in particular a smaller thickness, so that accordingly only one Piston ring groove needs to be provided with a greatly reduced groove depth on the piston.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Nutgrund der Kolbenringnut eine die Reibung zwischen Gummiring und Nutgrund vermindernde pastöse Gleitschicht vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in that there is friction on the groove base of the piston ring groove Between the rubber ring and the groove base reducing pasty sliding layer is provided.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß mit dieser einfachen Maßnahme die gestellte Aufgabe wirkungsvoll gelöst werden kann. Die Anordnung derIt has surprisingly been shown that with this simple measure the task set can be effectively resolved. The arrangement of the

.15 pastösen Gleitschicht, welche die Reibung zwischen dem elastischen Gummiring und dem Metallwerkstoff am Nutgrund vermindert und vergleichmäßigt, erlaubt es, die Dicke des Gummiringes um mindestens ein Drittel gegenüber der sonst notwendigen Gummiringdicke zu vermindern, ohne daß hierdurch die Dichtwirkung der Kolbendichtung auch nur im geringsten beeinträchtigt wird. Wie Untersuchungen ergeben haben, wird selbst bei starker Verminderung der Dicke des Gummiringes das für die Anpressung des Dichtringes gegen die Zylinderwandung wirksame verformbare Gummivolumen des Gummiringes in keiner Weise vermindert. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das vorhandene Volumen des Gummiringes bei Einschaltung der pastösen Gleitschicht erheblich besser.15 pasty sliding layer, which reduces the friction between the elastic rubber ring and the metal material at the bottom of the groove reduced and evened out, allowed es, the thickness of the rubber ring by at least a third compared to the otherwise necessary rubber ring thickness to reduce, without thereby the sealing effect of the piston seal even in the slightest is affected. Research has shown that even if the thickness is greatly reduced of the rubber ring is the deformable one that is effective for pressing the sealing ring against the cylinder wall Rubber volume of the rubber ring is not reduced in any way. This is due to the fact that the The existing volume of the rubber ring is considerably better when the paste-like sliding layer is switched on

so ausgenutzt wird als bei den bekannten Kolbendichtungen, bei denen aufgrund der verhältnismäßig großen Haftreibung zwischen Gummiring und Nutgrund nur ein Bruchteil des vorhandenen Gummivolumens für die Radialverformung des Gummiringes und damit für die Anpressung des Dichtringes gegen die Zylinderwandung zur Wirkung kommt.is so exploited than in the known piston seals, in which due to the relatively large Static friction between the rubber ring and the groove base is only a fraction of the existing rubber volume for the Radial deformation of the rubber ring and thus for the pressing of the sealing ring against the cylinder wall comes into effect.

Es hat sich gezeigt, daß der Nutgrund durch das an der Nutflanke auf den Gummiring wirkende hydraulische Druckmittel nicht benetzt wird. Es können daher für die Erzeugung der Gleitschicht pastöse Gleit- oder Schmiermittel verwendet werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß das Gleitmittel aus der Nut herausgespült oder durch Einwirkung des z. B. aus einer Öl-Wasser-Emulsion bestehenden Druckmittels in seiner;It has been shown that the groove base by the hydraulic acting on the groove flank on the rubber ring Pressure medium is not wetted. It can therefore paste-like sliding or sliding layer for the production of the sliding layer Lubricants can be used without the risk of the lubricant being washed out of the groove or by the action of z. B. consisting of an oil-water emulsion pressure medium in its;

b5 Schmier-und Gleiteigenschaften beeinträchtigl wird.b5 lubricating and sliding properties is impaired.

Für die Erzeugung der pastösen Gleitschicht können Gleit- und Schmiermittel bekannter Art verwendet werden, die alterungsbeständig sind und nicht zumGlidants and lubricants of a known type can be used to produce the pasty sliding layer that are resistant to aging and not for

Verharzen neigen. Beispielsweise besteht die Gleitschicht aus einem harzfreien Schmiermittel auf Silikonbasis. Tend to resinify. For example, the sliding layer consists of a resin-free silicone-based lubricant.

Die erfindungsgemäße Kolbendichtung läßt sich mit besonderem Vorteil als Kolbendichtung bei hydraulischen Grubenstempeln, insbesondere solchen mit Ringkolben, einsetzen.The piston seal according to the invention can be used with particular advantage as a piston seal in hydraulic Use pit punches, especially those with annular pistons.

In der Zeichnung ist ein Ausfühi üngsbeispiel der Erfindung im Axialschnitt dargestellt.In the drawing is a Ausfühi üngsbeispiel the Invention shown in axial section.

Mit 10 ist ein hydraulischer Zylinder, z. B. der Zylinder eines hydraulischen Grubenstempels, bezeichnet, in oem ein Kolben 11 geführt ist. In den Kolben 11 ist eine Ringnut 12 eingearbeitet, welche die Dichtung aufnimmt. At 10 is a hydraulic cylinder, e.g. B. the cylinder of a hydraulic pit ram, referred to in oem a piston 11 is guided. An annular groove 12, which receives the seal, is machined into the piston 11.

Die Dichtung besteht aus einem Dichtring 13, zweckmäßig einer Gewebemanschette, die mit einem sich gegen die Zylinderwandung 14 dichtend anlegenden Dichtvorsprung 15 versehen ist. Der Dichtring 13 stützt sich gegen einen Gummiring 16 mit planer Basis ab, welcher die statische Abdichtung am Nutgrund bewirkt und zugleich zur Anpressung des Dichtringes 13 gegen die Zylinderwandung 14 dient. Mit 37 sind zwei Stützringe bezeichnet, die dfir Kammerung der Dichtung und der Kolbenführung dienen. Für die Stützringe 17 werden zweckmäßig Kunststoffringe mit hoher Festigkeit und guten Gleiteigenschaften verwendet.The seal consists of a sealing ring 13, expediently a fabric sleeve with a sealing projection 15 which rests against the cylinder wall 14 in a sealing manner. The sealing ring 13 is supported against a rubber ring 16 with a flat base, which the static seal on the groove base causes and at the same time for pressing the sealing ring 13 against the cylinder wall 14 is used. With 37 two support rings are designated, the dfir chambering of the seal and serve to guide the piston. For the support rings 17 are appropriate plastic rings with high Strength and good sliding properties are used.

Im Betrieb wird der Gummiring 16 durch das hydraulische Druckmittel, welches über den Führungsspalt 18 und den Spalt 19 an der Nutflanke auf den Gummiring wirkt, in axialer Richtung gestaucht. Hierbei erfährt der Gummiring eine radiale Querdehnung, wodurch der Dichtring 13 mit der gewünschten Vorspannkraft gegen die Zylinderwandung Ί4 des Zylinders 10 angepreßt wird.During operation, the rubber ring 16 is compressed in the axial direction by the hydraulic pressure medium, which acts on the rubber ring via the guide gap 18 and the gap 19 on the groove flank. Here, the rubber ring experiences a radial transverse expansion, whereby the sealing ring 13 is pressed against the cylinder wall Ί4 of the cylinder 10 with the desired pretensioning force.

Am Nutgrund ist eine Gleitschicht 20 vorgesehen, welche die Reibung des Gummirings 16 am Nutgrund vermindert und vergleichmäßigt. Für die Bildung dieser Gleitschicht wird ein pastöses Gleit- oder Schmiermittel verwendet, welches allerungsbeständig ist, nicht zur Verharzung neigt und auch das Gummimaterial des Gmmiringes 16 nicht angreift. Besonders geeignet ist ein harzfreies Schmiermittel auf Silikonbasis, wie Silikonöl oder Silikon-Hochvakuumfett.A sliding layer 20 is provided on the groove base, which reduces the friction of the rubber ring 16 on the groove base diminished and equalized. A paste-like lubricant is used to form this sliding layer used, which is resistant to allergies, not for Resin tends to occur and also does not attack the rubber material of the rubber ring 16. Is particularly suitable a resin-free silicone-based lubricant such as silicone oil or silicone high-vacuum grease.

Es hat sich gezeigt, daß bei Anordnung der pastösen Gleitschicht 20 die Dicke des Gummiringes 16 erheblich vermindert werden kann. In der Zeichnung ist die Dicke des Gummiringes 16 mit S\ bezeichnet. Ohne Vorhandensein der Gleitschicht müßte dagegen die Dicke des Gummiringes 16 zumindest auf das Maß S₂ erhöht werden.It has been shown that when the pasty sliding layer 20 is arranged, the thickness of the rubber ring 16 can be reduced considerably. In the drawing, the thickness of the rubber ring 16 is denoted by S \. In the absence of the sliding layer, on the other hand, the thickness of the rubber ring 16 would have to be increased to at least S _2.

Die Verminderung der Dicke des Gummiringes 16 bei Vorhandensein der pastösen Gleitschicht 20 um z. B. ein Drittel oder mehr der bisher erforderlichen Gummi-The reduction in the thickness of the rubber ring 16 in the presence of the pasty sliding layer 20 to z. B. a Third or more of the previously required rubber

2"> ringstärke ist möglich, ohne daß die Dichtwirkung der Kolbendichtung beeinträchtigt wird. Es versteht sich, daß mit der Verminderung der Dicke des Gummiringes 16 die Ringnut 12 eine entsprechend kleinere radiale Abmessung erhalten kann.2 "> ring thickness is possible without impairing the sealing effect of the Piston seal is impaired. It goes without saying that as the thickness of the rubber ring is reduced 16, the annular groove 12 can be given a correspondingly smaller radial dimension.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Kolbendichtung, insbesondere für hydraulische Grubenstempel, mit einem in einer Kolbenringnut zwischen Stützringen angeordneten, den Ringspalt zwischen Kolben und Zylinder abdichtenden Dichtring, der sich gegen einen in der Kolbenringnut sitzenden, durch den hydraulischen Druck axial stauchbaren und dabei radial verformbaren Gummiring mit planer Basis abstützt und von diesem gegen die Zylinderwandung anpreßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß am Nutgrund der Kolbenringnut (12) eine die Reibung zwischen Gummiring (16) und Nutgrund vermindernde pastöse Gleitschicht (20) vorgesehen ist.1. Piston seal, especially for hydraulic pit punches, with one in a piston ring groove sealing ring arranged between support rings and sealing the annular gap between piston and cylinder, which is against a seated in the piston ring groove, axially by the hydraulic pressure compressible and thereby radially deformable rubber ring with a flat base and supported by this against the cylinder wall can be pressed, thereby characterized in that at the groove bottom of the piston ring groove (12) the friction between Rubber ring (16) and groove base reducing pasty sliding layer (20) is provided. 2. Kolbendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (20) aus einem harzfreien Schmiermittel auf Silikonbasis besteht.2. Piston seal according to claim 1, characterized in that the sliding layer (20) consists of one Resin-free, silicone-based lubricant.