DE2737887C3 - Pistons for cylinders operated with pressure medium - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen eine geradlinig hin und her gehende Bewegung ausführenden Kolben für mit Druckmedium betriebene Zylinder, der aus zwei gegeneinander verspannten Hälften besteht und an seinem Umfang eine aus zwei gleichartigen Elementen bestehende Kolbenringanordnung als Führungs- und Abdichtungselement besitzt.The invention relates to a linear reciprocating motion piston for cylinder operated with pressure medium, which consists of two halves braced against each other and on its circumference consists of two similar elements piston ring assembly as a guide and Has sealing element.

Bekannte Kolben dieser Art sind aus Metall und mit Abdichtungen aus Gummi oder lederartigen Werkstoffen versehen, so daß die Reibung relativ groß ist. Dabei sind beispielsweise zwei Abdichtringe vorgesehen, die in radiale Nuten der feinbearbeiteten Kolbengleitfläche eingesetzt sind, so daß die Herstellung bzw. Montage relativ umständlich und zeitraubend ist. Andere metallische Kolben wiederum besitzen an ihrer Umfangsfläche eine erste Nut für die Ringdichtung und eine zweite Nut für einen Gleitring aus Kunststoff, der die Führung innerhalb des Zylinders übernimmt. Auch hier sind in den Kolben einzuarbeitende Ringnuten erforderlich, die darüber hinaus unterschiedliche Form besitzen müssen, was ebenfalls teuer ist.Known pistons of this type are made of metal and have seals made of rubber or leather-like materials provided so that the friction is relatively large. For example, two sealing rings are provided, which are shown in radial grooves of the finely machined piston sliding surface are used, so that the production or assembly is relatively cumbersome and time consuming. Other metallic pistons in turn have on theirs Circumferential surface a first groove for the ring seal and a second groove for a sliding ring made of plastic, the takes over the leadership within the cylinder. Here, too, there are annular grooves to be machined into the piston required, which must also have different shapes, which is also expensive.

In der DE-PS 27 463 hat man auch einen Kolben aus zwei gegeneinander verspannten Hälften vorgeschlagen, der an seinem Umfang eine aus zwei gleichartigen Elementen in Gestalt von sogenannten Filzpatronen bestehende Kolbenringanordnung als Führungs- und Abdichtungselement besitzt, der jedoch keine Gewähr für eine sichere Führung und eine einwandfreie Abdichtung gibt. Bei der weiterhin bekanntgewordenen Anordnung nach der US-PS 31 32 868 hingegen, die aus einem einzigen Dichtungsring besteht, der am Außenumfang des abzudichtenden Teils sitzt und der zwei Endlippen besitzt, die durch eine Feder am Gegenstück angedrückt werden, ist zwar die Abdichtung gesichert, aber keine sichere Führung gewährleistet, was an sich auch verständlich ist, nachdem eine ganz andere Aufgabe zugrundeliegt, da der Dichtungsring nur zum Abdichten einer umlaufenden Welle und nicht für einen hin und her gehenden Kolben gedacht ist.In DE-PS 27 463 one has also proposed a piston made of two halves braced against one another, the one on its circumference consisting of two similar elements in the form of so-called felt cartridges has existing piston ring assembly as a guide and sealing element, but this is not a guarantee for safe guidance and perfect sealing. In the one that has continued to become known Arrangement according to US-PS 31 32 868, however, which consists of a single sealing ring on the outer circumference of the part to be sealed sits and has two end lips, which by a spring on the counterpart are pressed, the seal is secured, but no secure guidance is guaranteed, which in itself is also understandable after a completely different task is based, since the sealing ring is only for Sealing a rotating shaft and not intended for a reciprocating piston.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Kolben der eingangs genannten Art zu schaffen, der bei einfachem Aufbau und einfacher Montage eine reibungsarme, leichtgängige und sichere Führung und eine einwandfreie Abdichtung gewährleistet In contrast, the object of the present invention is to provide a piston of the type mentioned at the beginning Art to create a low-friction, smooth and safe with a simple structure and simple assembly Guidance and a perfect seal guaranteed

Zur Lösung der obigen Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die beiden Dichtungselemenie jeweils an den einander zugewandten Radialflächen eine Nut aufweisen, in der eine die Dichtungselemente gegen die Zylinderwandung drückende gemeinsame Feder angeordnet ist
Der erfindungsgemäße Kolben ist einfach in seinerTo achieve the above object it is provided according to the invention that the two sealing elements each have a groove on the radial surfaces facing one another in which a common spring pressing the sealing elements against the cylinder wall is arranged
The piston according to the invention is simple in its

to Herstellung, da die beiden Ringelemente in einfacher Weise geformt und mit dem eigentlichen Kolben nur verspannt werden müssen. Darüber hinaus ist eine große Führungsfläche und eine federnde, reibungsarme und leichtgängige Dichtlippe geschaffen, die eine erhebliche verbesserte Führungs- bzw. Abdichtfunktion gewährleistet Die verbesserte Funktion des erfindungsgemäßen Kolbens wird dadurch unterstützt, daß das eine Ringelement im wesentlichen die Gleitfunktion und das andere Ringeleir.ent im wesentlichen die Abdichtfunktion ausübt Die Art des Einspannens der Dichtbzw. Ringelemente erleichtert ein gegebenenfalls notwendiges Austauschen eines oder beider Elemente. Darüber hinaus ermöglicht diese Konstruktion insgesamt, daß Dichtungselemente verschiedener Kunststoffmaterialen unterschiedlicher Eigenschaften eingesetzt werden können, so daß der Kolben aufgrund der unterschiedlichen Materialwahl der Ringelemente an alle Anforderungen, die an ihn im Betrieb gestellt werden, angepaßt werden kann. Dies bedeutet, daß durch geeignete Materialkombination in jedem Fall die beste Gleiteigenschaft erzielt werden kann. Bevorzugt bestehen die Dicht- bzw. Ringelemente jeweils aus einem halbharten Kunststoff.to manufacture, since the two ring elements are molded in a simple manner and with the actual piston only have to be braced. In addition, a large guide surface and a resilient, low-friction and smooth sealing lip created, which has a significantly improved guide or sealing function The improved function of the piston according to the invention is supported by the fact that the one ring element essentially performs the sliding function and the other ring element essentially performs the sealing function exercises The type of clamping of the Dichtbzw. Ring elements facilitate a possibly necessary replacement of one or both elements. In addition, this construction enables, as a whole, that sealing elements of different plastic materials used with different properties can be, so that the piston due to the different choice of material of the ring elements all requirements that are placed on him in the company can be adapted. This means that the best sliding properties can be achieved in each case by means of a suitable combination of materials. Preferred the sealing or ring elements each consist of a semi-hard plastic.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist zwischen den einander zugekehrten radialen Flächen der Dichtungselemente ein Zwischenraum zur Aufnahme von Schmiermittel vorgesehen, der von einem im Kolben befindlichen Reservoir gespeist wird, Ein solcher Kolben ist sehr einfach undIn a preferred embodiment of the present invention is between the facing radial surfaces of the sealing elements are provided with a space for receiving lubricant, which is fed by a reservoir located in the piston. Such a piston is very simple and

■to billig in der Herstellung und bietet darüber hinaus eine ausreichende Festigkeit, das Schmierfett gewährleistet eine ausreichende Eigenschmierung und kann darüber hinaus, wenn es unter Druck steht, ein ständiges Anliegen der Ringelemente an der Zylinderinnenwandung gewährleisten. Die Dicht- oder Ringelemente können dabei federnd aneinanderliegen.■ to cheap to manufacture and also offers a sufficient strength, the lubricating grease ensures sufficient self-lubrication and can exceed it In addition, when it is under pressure, the ring elements are in constant contact with the inner wall of the cylinder guarantee. The sealing or ring elements can resiliently rest against one another.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Teilschnitt durch einen innerhalb eines Pneumatikzylinders angeordneten Kolben gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung.The invention is described in more detail with reference to the embodiment shown in the drawing and explained. The single figure shows a partial section through one arranged within a pneumatic cylinder Piston according to an embodiment of the present invention.

Der in der Zeichnung im Schnitt nur teilweise dargestellte rotationssymmetrische Kolben 11, der innerhalb eines Zylinders 12 gemäß Doppelpfeil A hin und her bewegbar ist, besitzt zwei in einem Abstand parallel zueinander angeordnete Scheiben 13,14, die an einer axial gerichteten Kolbenstange 16 befestigt und zwischen die am Außenumfang zwei Ringelemente 17,The rotationally symmetrical piston 11, which is only partially shown in section in the drawing and which can be moved back and forth within a cylinder 12 according to the double arrow A , has two disks 13, 14 arranged parallel to one another at a distance, which are attached to an axially directed piston rod 16 and between the two ring elements 17 on the outer circumference,

^b0 18 eingeklemmt sind. Dabei bilden der Kolben 11 und der Zylinder 12 Teile einer beispielsweise doppelt beaufschlagbaren Pneumatikeinheit. ^b0 18 are pinched. The piston 11 and the cylinder 12 form parts of a pneumatic unit that can be acted upon twice, for example.

Die beiden Dichtungselemente 17, 18 sind, was die Form anbetrifft, im wesentlichen gleich ausgebildet und bestehen jeweils aus einem zur Erfüllung ihrer ieweiligen Hauptaufgabe geeigneten Kunststoff. Jedes iJichtungselement 17, 18 besitzt eine ringförmige Hauptpartie 21, an deren Außenumfang eine Führungs-The two sealing elements 17, 18 are, as far as the shape is concerned, designed and essentially the same each consist of a plastic suitable for fulfilling their respective main task. Each iJichtungelement 17, 18 has an annular main part 21, on the outer circumference of which a guide

fläche 22 vorgesehen ist, über die der Kolben 11 an der Zylinderinnenwandung 23 geführt ist Während die einander zugewandten Stirnflächen 24 der Dichtungsbzw. Ringelemente 17, 18 eben sind, besitzt die Hauptpartie 21 der beiden Elemente dieser Stirnfläche 24 abgewandt und innenseitig jeweils einen Ringeinschnitt 26, in den die betreffende Scheibe 13, 14 randseitig eingreift, und eine angeformte Seitenpartie 27. Diese bildet eine ringförmige Dichtlippe 28, welche mittels eines Übergangsbereiches 31 mit bsidseitigen Einkerbungen 29 an der Hauptpartie 21 gelenkig und radial nach außen federnd vorgespannt angeformt ist Der Übergangsbereich 31 ist also derart verjüngt, daß die Dichtlippe 28 auch ausreichend federnd nachgiebig ist Die beiden Dichtungs- bzw. Ringelemente 17, 18 können aus verschiedenen Kunststoffmaterialien bestehen, wobei sich die Materialauswahl nach den Eigenschaften des Kunststoffs hinsichtlich Führung und Abdichtung richtet In beiden Fällen ist ein halbharter Kunststoff verwendet Wenn das Ringclement als Gleitelement dienen soll, ist es aus einem Kunststoff hergestellt der an sich und mit Bezug auf das für den Zylinder verwendete Material besonders gute Gleiteigenschaften besitzt Wenn demgegenüber das Ringelement 18 im wesentlichen die Abdichtfunktion erfüllen soll, wird es zweckmäßigerweise aus einem Kunststoff hergestellt, der eine gute Abdichtung ermöglicht und der auch reibungsarm ist Die Materialauswahl der beiden Ringelemente 17,18 richtet sich also nach deren überwiegendem Einsatz, wenn auch beide Ringelemente gleiche Form besitzen.surface 22 is provided over which the piston 11 to the Cylinder inner wall 23 is guided While the facing end faces 24 of the sealing or. Ring elements 17, 18 are flat, has the Main part 21 of the two elements facing away from this end face 24 and each have a ring incision on the inside 26, in which the relevant disc 13, 14 engages at the edge, and an integrally formed side section 27. This forms an annular sealing lip 28, which by means of a transition area 31 with both sides Notches 29 are formed on the main part 21 in an articulated manner and resiliently biased radially outward The transition area 31 is thus tapered in such a way that the sealing lip 28 is also sufficiently resilient The two sealing or ring elements 17, 18 can consist of different plastic materials, The choice of material depends on the properties of the plastic in terms of leadership and Sealing aligns In both cases, a semi-rigid plastic is used when the ring clement is used as a To serve the sliding element, it is made of a plastic that in itself and with reference to that for the The material used for the cylinder has particularly good sliding properties 18 is intended to essentially fulfill the sealing function, it is expediently made of a plastic produced, which enables a good seal and which is also low-friction The choice of materials for the the two ring elements 17, 18 depends on their predominant use, even if both ring elements have the same shape.

In der Stirnfläche 24 der beiden Ringelemente 17, 18 ist eine Ringnut 33 oder sind mehrere über den Umfang verteilt angeordnete axiale Bohrungen eingearbeitet, die jeweils ein Federelement 34 aufnehmen, so daß die beiden Dichtungs- bzw. Ringelemente 17, 18 federnd nachgiebig zwischen den beiden Kolbenscheiben 13,14 eingespannt sind und eine gewisse Vorspannung erzeilt ist Die beiden Scheiben 13, 14 sind an einen mit einem Gewindebolzen 37 versehenen Ende der Kolbenstange 16 mittels einer Mutter 36 befestigt wobei sich die eine Scheibe 13 an einem Bund 38 der Kolbenstange 16 undIn the end face 24 of the two ring elements 17, 18 there is an annular groove 33 or there are several over the circumference distributed arranged axial bores incorporated, each receiving a spring element 34, so that the two sealing or ring elements 17, 18 resiliently flexible between the two piston disks 13, 14 are clamped and a certain bias is erzeilt The two disks 13, 14 are on one with a Threaded bolt 37 attached end of the piston rod 16 by means of a nut 36, the one Washer 13 on a collar 38 of the piston rod 16 and

ίο die andere Scheibe 14 an einen Sicherungsring 39 anlegt Der Raum zwischen den beiden Scheiben 13, 14 ist mit einem Fett 41 ausgefüllt, das zur Eigenschmierung dient In den axialen Bohrungen können auch ein oder mehrere Magnete eingesteckt sein, um eine lageabhängige Abtastung des Kolbens 11 von außerhalb des Zylinders 12 zu erreichen.ίο the other disk 14 rests on a locking ring 39 The space between the two disks 13, 14 is filled with a grease 41, which is used for self-lubrication One or more magnets can also be inserted into the axial bores in order to create a position-dependent one To achieve scanning of the piston 11 from outside the cylinder 12.

Der Kolben 11 besitzt eine hohe Festigkeit, vor allem, wenn die beiden Scheiben 13, 14 aus Stahl hergestellt sind. Der Zusammenbau des Kolbens 11 ist sehr einfach, da die beiden Ringelemente 17,18 lediglich zwischen die Scheiben gespannt werden müssen. Auch ein Austauschen der Dichtungs- bzw. Ringelemente ist in einfacher Weise möglich. Die Ringelemente können jeweils aus unterschiedlichen Kunststoffen mit unterschiedlichen Eigenschaften hergestellt sein, so daß sich die Materialwahl nach den Anforderungen richtet, die an die Ringelemente 17,18 gestellt werden. Es ist dadurch möglich, für jede Funktion ein Ringelement mit einem geeigneten Kunststoff vorzusehen, ohne daß die andere Funktion vernachlässigt wird, da das andere Element aus dem diese andere Funktion optimal erfüllenden, entsprechenden Kunststoff hergestellt ist.The piston 11 has a high strength, especially when the two disks 13, 14 are made of steel. The assembly of the piston 11 is very simple, since the two ring elements 17, 18 only have to be clamped between the disks. Also an exchange the sealing or ring elements is possible in a simple manner. The ring elements can each be made of different plastics be made with different properties, so that the The choice of material depends on the requirements that are placed on the ring elements 17, 18. It is through it possible to provide a ring element with a suitable plastic for each function, without the other Function is neglected, since the other element consists of the one that optimally fulfills this other function, corresponding plastic is made.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (2)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Eine geradlinig hin und her gehende Bewegung ausführender Kolben für mit Druckmedium betriebene Zylinder, der aus zwei gegeneinander verspannten Hälften besteht und an seinem Umfang eine aus zwei gleichartigen Elementen bestehende Kolbenringanordnung als Führungs- und Abdichtungselement besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Dichtungselemente (17, 18) jeweils an den einander zugekehrten Radialflächen eine Nut (33) aufweisen, in der eine die Dichtungselemente gegen die Zylinderwandung (23) drückende gemeinsame Feder (34) angeordnet ist1. A straight reciprocating movement executing piston for operated with pressure medium Cylinder, which consists of two halves braced against each other and on its circumference a piston ring assembly consisting of two similar elements as a guide and sealing element possesses, characterized in that the two sealing elements (17, 18) each have a groove (33) on the radial surfaces facing one another, in which one the sealing elements is arranged against the cylinder wall (23) pressing common spring (34) 2. Kolben mit Kolbenringanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den einander zugekehrten radialen Flächen (24) der Dichtungseiemente {17, 18) ein Zwischenraum zur Aufnahme von Schmiermittel (41) vorgesehen ist, der von einem im Kolben befindlichen Reservoir gespeist wird.2. Piston with piston ring assembly, characterized in that between the facing radial surfaces (24) of the sealing elements {17, 18) a space for receiving Lubricant (41) is provided, which is fed from a reservoir located in the piston.