DE3443370A1 - Abstreifring fuer stangen, insbesondere fuer kolbenstangen - Google Patents
Abstreifring fuer stangen, insbesondere fuer kolbenstangenInfo
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Description
Die Erfindung geht aus von einem Abstreifring mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen
Ein solcher verstärkter Abstreifring umfaßt einen Ring aus einem elastischen, nachgebenden Werkstoff mit einer
weichen, aber verschleißfesten Oberfläche, z.B. aus Gummi oder aus einem Kunststoff. Vorzugsweise sollte dieser
Ring aus Polyurethan bestehen, da dieser Werkstoff sich wegen seiner hervorragenden Verschleißfestigkeit, wegen
seiner Elastizität, Festigkeit und Dauerhaftigkeit für den vorgesehenen Einsatzzweck als besonders geeignet erwiesen
hat; wegen der genannten Eigenschaften zusammengenommen
könnte der Abstreifring seine Abstreifaufgäbe
über lange Zeit erfüllen. Sein elastischer Ring besitzt eine Lippe, deren inneren Durchmesser man so
wählt, dass er ein wenig kleiner ist als der Aussendurchmesser der Stange, auf welcher der Abstreifring arbeiten
soll. In einem an die Lippe anschließenden Bereich des Ringes besitzt dieser einen größeren Innendurchmesser,
sodass an dieser Stelle ein Ringspalt zwischen dem Abstreifring und der Stange, auf welcher der Abstreifring
arbeitet,besteht. Die Lippe verläuft schräg zur Längsachse
und liegt der Stange unter elastischem Andruck an. Zur Verstärkung des Abstreifrings ist in den meisten Fällen ein
nicht dehnbarer, inelastischer Ring vorgesehen, welcher um den Ring aus elastischem Werkstoff herumgelegt und
mit diesem verklebt oder ihm aufvulkanisiert ist.
Der auf diese Weise verstärkte Abstreifring wird in die zylindrische öffnung jener Wandung, durch welche die abzustreifende
Stange hindurch_führt, eingepreßt. Die bekannten
Abstreifringe haben den Nachteil, dass sich die zwischen dem Verstärkungsring und dem aus elastischem
Werkstoff bestehenden Ring durch Kleben oder Vulkanisieren hergestellte Verbindung im Laufe der Zeit lösen oder
lockern kann, was dazu führt , dass der Druck, mit welchem die Lippe der Stange auf 1iegt,abnimmt, und dass der
Ring aus dem elastischen Werkstoff dazu neigt, der Bewegung der Stange zu folgen. Wenn es sich bei der Stange
um eine sich axial bewegende Kolbenstange handelt, dann versucht diese Stange mithin, den Ring in eben dieser
Richtung mitzunehmen. Erfahrungsgemäß tauchen die Probleme mit der Lockerung der Verbindung zwischen dem Verstärkungsring und dem Ring aus elastischem Werkstoff besonders
häufig auf, wenn der elastische Ring aus Polyurethan besteht. Der Abstreifring Kann dann seine Aufgabe, das
Eindringen von Schmutz und Wasser in die Vorrichtung, die er schützen soll, insbesondere in einen hydraulischen
Zylinder, nicht mehr in dem notwendigen Ausmaß erfüllen. Dabei ist es aber von besonderer Wichtigkeit, dass der
Abstreifring voll wirksam ist, denn Dichtungen, welche die Stange umgeben und weiter innen in der zu schützenden
Vorrichtung angeordnet sind, verschleißen sehr rasch, wenn Schmutz von aussen in sie hineingeführt werden kann.
Höchst unerwünscht ist auch das Eindringen von Wasser in den Bereich zwischen dem Abstreifring und einer hinter
ihm angeordneten Dichtung, weil dies zu Korrosion in diesem Bereich führt.
Um zu erreichen, dass der elastische Abstreifring wenigstens an seiner vorgesehenen Stelle verbleibt und nicht von der
Stange, die er umgibt, mitgenommen wird, ist es bekannt, den Verstärkungsring mit einem radial einwärts vorspringenden
Flansch zu versehen, welcher den Ring aus elastischem Werkstoff zurückhält, wenn sich die Verklebung oder Vulkanisation
zwischen ihm und dem Verstärkungsring lockern sollte.
Die Klebung oder Vulkanisation zwischen dem Verstärkungsring und dem Ring aus elastischem Werkstoff hat ausserdem
die Aufgabe, das Drehmoment aufzunehmen, welches auf den elastischen Ring ausgeübt wird, indem die Stange
die Lippe des elastischen Rings aufweitet. Die Gegenkraft ist in diesem Fall eine Spannung in der durch. Kleben oder
Vulkanisieren hergestellten Verbindung, und diese Spannung kann verhältnismässig grosse Werte annehmen, was die Ursache
dafür ist, dass sich die Verbindung lösen kann. Wenn das geschieht, dann geht ein großer Teil der Kraft,
mit dem die Lippe des unbeschädigten Abstreifringes der
Stange aufliegt, verloren, und das hat zur Folge, dass die Abstreifwirkung ungenügend wird, selbst wenn der Abstreifring
seine ursprüngliche Lage beibehalten sollte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Abstreifring der eingangs genannten Art danin_gehend zu verbessern,
dass sich der Ring aus elastischem Werkstoff von dem Verstärkungsring nicht mehr löst und die Kraft, mit welcher
die Lippe des elastischen Ringes der Stange anliegt, gleichbleibend wirksam erhalten bleibt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Abstreifring mit
den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche.
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Das Drehmoment, welches durch eine Stange auf den Ring auf elastischem Werkstoff ausgeübt wird, in_jjem dieser
mit seiner Lippe der Stange elastisch aufliegt, führt dazu, dass in jenem Bereich des Ringes aus elastischem
Werkstoff, welcher sich von der Lippe aus gesehen jenseits der Drehmoment-Mittellinie befindet, eine radial einwärts
gerichtete Kraft auftritt; diese radial.einwärts gerichtete Kraft wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene
weitere Verstärkung des Abstreifringes aufgenommen; im Bereich zwischen dem äußeren Verstärkungsring und der
weiteren Verstärkung steht der elastische Werkstoff des Ringes anders als beim Stand der Technik nicht mehr unter
Spannung, sondern unter Druck, und das hat zur Folge, dass die Lebensdauer des Abstreifringes nicht mehr von
der Festigkeit der Klebeverbindung oder Vulkanisation zwischen dem elastischen Ring und seinen Verstärkungen
abhängt. Der erfindungsgemäße Abstreifring ist deshalb ausserordentlich langlebig.
Der erfindungsgemäße Abstreifring kann sowohl für axial
hin und her gehende Kolbenstangen als auch für sich drehende Stangen verwendet werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind schematisch in den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
Figur 1 zeigt im Längsschnitt einen her
kömmlichen Abstreifring, welcher
in die Öffnung einer Wand eingesetzt ist, durch welche eine Kolbenstange hindurchgeführt ist,
die
Figuren 2 bis 9 zeigen in größerem Maßstab als die
Fig. 1 acht verschiedene erfindungs gemäße Abstreifringe, welche sich
insbesondere für Kolbenstangen eignen, und zwar jeweils im Längsschnitt
durch eine Seite des Ringes, und die
Figuren 10 und 11 zeigen zwei weitere erfindungsgemäße Abstreif rings, welche sich
insbesondere für rotierende Stäbe eignen, in Darstellungen entsprechend
den Figuren 2 bis 9.
Figur 1 zeigt einen bekannten Abstreifring 1, welcher sich insbesondere für Kolbenstangen eignet und in eine
Öffnung einer Wand 2 eingepreßt ist, in welcher eine zylindrische Kolbenstange 3 läuft. Der Abstreifring 1
ist vorne in der Mündung der Öffnung angeordnet. Weiter hinten in der Öffnung ist eine Dichtung 4 angeordnet.
Die Aufgabe des Abstreifringes besteht darin, zu verhindern, dass Schmutz und Wasser von aussen bis in die
- ίο -
Dichtung 4 vordringen. Der in Fig. 1 gezeigte herkömmliche
Abstreifring besteht aus einem inneren Ring 5 aus einem elastischen, ein wenig dehnbaren Werkstoff mit hoher Verschleißfestigkeit.
Ein besonders geeigneter Werkstoff für diesen elastischen Ring ist Polyurethan, welches eine
ausgezeichnete Verschleißfestigkeit und mechanische Festigkeit aufweist, elastisch und dauerhaft ist und somit eine
ausgezeichnete Abstreifwirkung zu erzielen erlaubt. Anstelle von Polyurethan kann man auch Nitrilgummi verwenden,
doch ist dieses nicht so verschleißfest und bringt nicht dieselbe Abstreifwirkung wie Polyurethan. Der elastische
Ring besitzt einen weiter hinten in der öffnung der Wand 2 gelegenen Bereich mit einem Innendurchmesser,
welcher etwas größer ist als der Aussendurchmesser der Kolbenstange 3, sodass diese sich frei durch jenen Bereich
des elastischen Ringes 5 hindurchbewegen kann. An diesen Ringbereich schließt sich nach vorn eine Lippe 6 an, welche
schräg zur Achsrichtung von aussen nach innen verläuft und an ihrem vorderen Rand einen Innendurchmesser hat,
der etwas kleiner ist als der Aussendurchmesser der Kolbenstange 3. Die Lippe 6 wird also durch die Kolbenstange
aufgeweitet und liegt der Kolbenstange deshalb elastisch auf, wobei ihr vorderer Rand eine Abstreifkante
bildet. Der bekannte Abstreifring ist durch einen aussen gelegenen steifen Ring 7 verstärkt, welcher einen radial
nach innen ragenden Flansch 8 hat. Der Nachteil dieses bekannten Abstreifringes liegt darin, dass die durch Verkleben
oder Vulkanisieren hergestellte Verbindung zwischen dem steifen Verstärkungsring 7 und dem elastischen Ring 5 sich im Laufe
der Zeit lockert oder löst, weil die Dehnung der Lippe 6 durch die Kolbenstange 3 eine Zugspannung in der Verbindung
zwischen dem elastischen Ring 5 und dem Verstärkungsring 7 bewirkt, weil sich der elastische Ring
5 in gewisser Weise wie ein zweiarmiger Hebel verhält, welcher das an der Lippe auftretende, zur Dehnung der
Lippe führende Drehmoment überträgt, wobei der Kraft, welche an der Lippe radial nach aussen gerichtet ist,
weiter hinten in der öffnung der Wand 2 eine Kraft im elastischen Ring 5 entspricht, welche radial einwärts
gerichtet ist und den elastischen Ring von dem Verstärkungsring 7 abzulösen sucht; die Drehmoment-Mittellinie
liegt dabei nahe dem äußeren Bereich des Abstreifringes. Der Flansch 8 des Verstärkungsringes 7 hat
unter anderem die Aufgabe, den elastischen Ring 5 zurückzuhalten, wenn er sich vom Verstärkungsring 7 gelöst
hat.
Wenn sich die Verbindung zwischen dem elastischen Ring und dem Verstärkungsring 7 gelöst hat, dann hat der
Abstreifring einen wesentlichen Teil seiner Abstreifwirkung verloren, weil die Kraft, mit welcher die Lippe
6 der Kolbenstange 3 aufliegt, dann beträchtlich verringert ist. Die Abstreifwirkung hängt aber entscheidend
davon ab, wie groß die Kraft ist, mit welcher die Lippe 6 der Kolbenstange 3 aufliegt. Damit diese Auflagekraft
groß ist, muss der Abstreifring der Dehnung durch die Kolbenstange 3 eine Gegenkraft entgegensetzen können,
und dazu wird der Verstärkungsring 7 benötigt, welcher
beim Dehnen der Lippe 6 ein Ausweichen des elastischen Ringes verhindert, solange er mit dem elastischen Ring
fest verbunden ist. Da der aussen gelegene Verstärkungsring 7, auf welchem sich die Drehmoment-Mittellinie des
elastischen Ringes 5 bildet, diese Aufgabe allein nicht zuverlässig erfüllen kann, ist erfindungsgemäß zusätzlich
eine weitere ringförmige Verstärkung vorgesehen, welche die durch das Aufweiten der Lippe 6 hervorgerufene Drehkraft
in dem der Lippe 6 abgewandten Bereich (in den Figuren ist es der untere Bereich) des elastischen Ringes als
Druckkraft auffängt, nicht jedoch als Zugspannung, welche beim Stand der Technik zwischen dem Verstärkungsring 7
und dem elastischen Ring 5 auftritt. Diese Druckkraft ist radial einwärts gerichtet.
Figur 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Abstreifringes. In Fig. 1 und Fig. 2 sind Teile, die einander entsprechen, mit übereinstimmenden Bezugszahlen
bezeichnet. Der in Fig. 2 dargestellte Abstreifring unterscheidet sich von dem in Fig. 1 dargestellten
im wesentlichen darin, dass er in seinem der Lippe 6' abgewandten Bereich einen weiteren steifen Verstärkungsring
9 aufweist, welcher auf der Innenseite des elastischen Ringes 5 angeordnet ist, wobei die Anordnung in
einer Ausnehmung des elastischen Ringes 5 in der Weise erfolgt ist, dass die innere Mantelfläche des Verstärkungsringes
9 mit der angrenzenden Innenfläche des elastischen Ringes 5' bündig ist. Der Abstreifring Γ ist in Fig. 2 in ungespanntem
Zustand gezeigt und weist mithin die Gestalt auf, die er einnimmt, solange noch keine Kolbenstange durch ihn
hindurchgeschoben ist. Die strichpunktierte Linie 10 gibt dabei die Lage an, die eine eingeschobene Kolbenstange
einnehmen würde. Die Lage dieser strichpunktierten Linie 10 läßt erkennen, wie stark die Lippe 6' des
elastischen Ringes 5' beim Einschieben der Kolbenstange gedehnt würde. Die Fig. 2 enthält weiterhin Kräftepfeile A,
B, D und E, die den Kräfteverlauf im Abstreifring bei eingeschobener Kolbenstange illustrieren. Ausserdem ist die
Lage der Drehmoment-Mittellinie C eingezeichnet. Weil es sich bei dem Abstreifring um ein ringförmiges.Gebilde
handelt, ist die Drehmoment-Mittellinie C keine gerade Achse, sondern eine Kreislinie, welche den elastischen
Ring 5' unterhalb des Flansches 8' des Verstärkungsringes 7' umschließt. Genau genommen handelt es sich
nicht einmal um eine Linie, sondern um einen schmalen Ringbereich, weil der Ring 5' aus einem elastischen,
ein wenig dehnbaren Werkstoff besteht. Wenn die Kolbenstange Druck auf den Rand der Lippe 61 ausübt, dann
neigt der elastische Ring 5' dazu, sich um die Drehmoment-Mittellinie C zu drehen. Auf seiner Innenseite erfährt der
Ring 5' dabei eine Gegenkraft von dem zweiten Verstärkungsring 9, und zwar wirkt diese Gegenkraft, dargestellt durch
den Kräftepfeil B, in Richtung auf den weiter aussen angeordneten Verstärkungsring 7' und bewirkt dadurch, dass die
Verbindung zwischen dem äusseren Verstärkungsring 7' und dem elastischen Ring 51 nicht einer Zugspannung ausgesetzt
wird; vielmehr übt der zweite Verstärkungsring 9 eine Druckkraft auf den elastischen Ring 5' aus. Wenn die Kolben·
Stange eine hin und hergehende Bewegung ausführt, dann
greifen an der Lippe 6' auch zur Kolbenstange parallele Kräfte an, von denen nur diejenige Kraft in Fig. 2 eingezeichnet
ist (Kräftepfeil D), die beim Vorschieben der Kolbenstange auftritt. Der radial einwärts gerichtete
Flansch 8' übt dabei auf den elastischen Ring 5' eine entgegengesetzt
gerichtete Kraft (Kräftepfeil E) aus, welche den elastischen Ring 51 zurückhält, wenn die Verbindung zwischen
diesem und dem Verstärkungsring 7' sich einmal soweit lockern sollte, dass sie einer Scherbeanspruchung, wie sie
durch die Kraft D hervorgerufen werden kann, nicht mehr standhalten kann.
Die Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiei des erfindungsgemäßen Abstreifringes, in welchem der elastische
Ring 11 durch einen steifen, im Längsschnitt U-förmigen
Verstärkungsring 12 verstärkt ist, und zwar in der Weise, dass der eine U-Schenkel 13 auf der Aussenseite und der andere
U-Schenkel 14 auf der Innenseite des elastischen Ringes 11 liegt.
Der innenliegende Schenkel 14 des Verstärkungsringes hat
dieselbe Funktion wie der zweite Verstärkungsring 9 im
Beispiel der Fig. 2. Fig. 3 zeigt ebenfalls die hierfür maßgebenden
Kräfte, nämlich die von der Kolbenstange auf die Lippe des Rings 11 ausgeübte, radial nach aussen gerichtete
Kraft A und die dadurch hervorgerufene,vom Schenkel 14 des Verstärkungsringes ausgehende Gegenkraft B,die dadurch entsteht,
dass der elastische Ring 11 unter der Wirkung der Kraft A um
die Drehmoment-Mittellinie C zu schwenken versucht. Die auf die Lippe ausgeübten Kräfte, welche parallel
zur Kolbenstange verlaufen, werden im vorliegenden Fall kompensiert durch Scherkräfte in den in der Zeichnung
vertikal verlaufenden Verbindungsflächen zwischen dem elastischen Ring 11 und den Schenkeln 13 und 14 des
Verstärkungsringes 12. Da eine Verbindung, durch Kleben oder Vulkanisieren gegen Scherkräfte bekanntlich wieders-tandsfähiger
ist als gegen Zugkräfte, bedeutet das Auftreten dieser Scherkräfte praktisch keine Gefahr für die
Festigkeit der Verbindung zwischen dem elastischen Ring 11 und dem Verstärkungsring 12. Um jedoch ganz sicher
zu sein, dass der elastische Ring 11 der auswärts gerichteten Kolbenbewegung nicht folgt, wenn sich die Verbindung
zwischen dem elastischen Ring 11 und dem Verstärkungsring 12 doch einmal lockern sollte, was im
Hinblick auf Alterungseffekte nicht auszuschließen ist, kann man den Verstärkungsring 12 wenigstens an einigen
Stellen eindrücken oder abbiegen. In Fig. 4 sind einige Beispiele dargestellt, die zeigen, wie man so etwas
machen kann. Zum einen ist der äussere U-Schenkel 13 an seinem in der Zeichnung oberen Rand (das ist der Rand,
welcher der Lippe benachbart ist) an einigen Stellen radial einwärts gedruckt; eine auf diese Weise erzeugte
Einbuchtung ist in Fig. 4 mit der Bezugszahl 15 bezeichnet, Eine weitere Einbuchtung 16 ist in Fig. 4 etwa in der
Mitte des äusseren U-Schenkels 13 des Verstärkungsringes
angeordnet, wobei der Schenkel 13 am unteren Rand der Einbuchtung 16 aufgetrennt ist und der abgebogene
Teil dieses Schenkels 13 in den elastischen Werkstoff des Ringes 11 eingebettet ist. Eine weitere Abbiegung
17 kann am oberen Rand des inneren U-Schenkels 14 des Verstärkungsringes angeordnet sein. Die Abbiegungen und
Einbuchtungen können an mehreren Stellen des steifen Verstärkungsringes 12 am Umfang verteilt angeordnet sein. Die
Abbiegung (wie die Abbiegung 17) kann auch umlaufend vorgesehen sein. Ein und derselbe Verstärkungsring 12
kann mit der einen oder der anderen Art von Abbiegungen oder Einbuchtungen versehen sein, es können aber auch
mehrere Arten von Abbiegungen oder Einbuchtungen in ein und demselben Verstärkungsring 12 angeordnet sein, wie
es z.B. die Fig. 4 zeigt. In dieser Figur 4 zeigen die vertikalen, zur Kolbenstange parallelen Pfeile die Kräfte,
die von den Einbuchtungen 15 und 16 und der Abbiegung auf den elastischen Ring 11 ausgeübt werden und ihn davor
bewahren, dass er beim Vorschieben der Kolbenstange mitgenommen wird.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Abstreifringes,
in welchem der elastische Ring 18 mit einem steifen, im Längsschnitt J-förmigen Verstärkungsring 19 durch
Kleben oder Vulkanisieren verbunden ist, wobei der lange Schenkel 20 des J achsparallel verlaufend mit der Aussenseite
des elastischen Ringes verbunden ist, während der kurze Schenkel 21 des J schräg zur Achsrichtung verlaufend
nach innen gerichtet ist. Wie im Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 4 können die Schenkel 20 und 21 des Verstärkungsringes
mit Abbiegungen oder Einbuchtungen versehen sein, obwohl das nicht besonders in der Zeichnung dargestellt
ist. Die von der Kolbenstange auf die Lippe des elastischen Ringes ausgeübte, radial nach aussen gerichtete Kraft
ist in der Fig. 5 durch den Kräftepfeil a dargestellt, während die vom Schenkel 21 des Verstärkungsringes ausgeübte,
schräg nach aussen/vorne gerichtete Gegenkraft durch den Kräftepfeil b angedeutet ist.
Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Abstreifringes;
dieses Ausführungsbeispiel ist im Hinblick auf seine Herstellbarkeit, Wirksamkeit und seine Kosten
besonders bevorzugt. Ähnlich wie im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist der elastische Ring 22 mit einem steifen, im
Längsschnitt 0-förmigen Verstärkungsring 23 verbunden. Abweichend vom Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 ist jedoch
der kurze, schräg nach innen/vorne verlaufende Schenkel 24 des Verstärkungsringes 23 vollständig in den
elastischen Ring 22 eingebettet, während im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 die der Ringmitt'e zugekehrte
Seite des kurzen Schenkels 21 des Verstärkungsringes freiliegt. Durch das Einbetten des kurzen Schenkels 24
in den elastischen Ring 22 wird der elastische Ring 22 zusätzlich gegen ein Ablösen vom Verstärkungsring 23
gesichert, weil in der Verbindung zwischen beiden auftretende Scherkräfte (Kräftepfeile f,g)sich auf beiden
Seiten des kurzen Schenkels 24 ausbilden können. Im Hinblick auf eine mögliche Mitnahme des elastischen Ringes
22 beim Vorschieben der Kolbenstange ist die /erb ι ηΨ;η';
zwischen dem kurzen Schenkel 24 des Verstärkungsringes und dem elastischen Ring 22 eine formschlüssige Verbindung,
welche den elastischen Ring 22 davor bewahrt, von der Kolbenstange mitgenommen zu werden, wenn sich
seine Verbindung mit dem Verstärkungsring 23 doch einmal lockern sollte. Aber auch selbst dann, wenn man den
kurzen Schenkel 24 nicht - wie in Fig. 6 dargestellt schräg zur Ringachse, sondern achsparallel anordnen würde,
würde er eine hinreichende Sicherheit gegen ein Ablösen des elastischen Ringes 22 bieten. Der kurze Schenkel
24 des Verstärkungsringes muss also nicht schräg zur Längsachse verlaufen.
Das in Fig. 7 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt einen Abstreifring, welcher dem in Fig. 6 dargestellten Abstreifring
ähnelt. Wiederum ist der elastische Ring 22 durch
ste i fen
einen/im Läng'sschnitt J-förmigen Verstärkungsring 23 verstärkt, dessen achsparallel verlaufender langer Schenkel
27 die Aussenseite des elastischen Ringes 22 bedeckt und dessen schräg zur Ringachse verlaufender kurzer Schenkel
24 im elastischen Ring 22 eingebettet ist. Abweichend von dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiels
befinden sich jedoch im kurzen Schenkel 24 des Verstärkungsringes einige durchgehende Löcher 25, welche in regel-
massigen Abständen über den Ringumfang verteilt sind. Diese Löcher 25 sind mit dem elastischen Werkstoff des
Ringes 22 angefüllt, wodurch die formschlüssige Verankerung des Verstärkungsringes 23 im elastischen Ring 22 besonders
fest wird. Wegen der Löcher 25 ist der Verstärkungsring 23 gemäß Fig. 7 allerdings etwas teurer als der Ver-
Stärkungsring 23 im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6,
welcher keine solchen Löcher enthält.
Das in Fig. 8 dargestellte Ausführungsbeispiel ähnelt
dem in Fig. 6 dargestellten. Der Unterschied zwischen beiden besteht darin, dass sich bei dem in Fig. 8 dargestellten
Abstreifring das Material des elastischen Ringes 28 auch über einen Teil des in der Zeichnung
unteren Ringbereiches erstreckt, welcher den langen Schenkel mit dem kurzen Schenkel des steifen Verstärkungs
ringes 29 verbindet. Dieser untere Bereich 30 des elastischen Ringes 28 reicht vorzugsweise bis nahe an
die äjssere Peripherie des Verstärkungsringes 29 heran; im gezeichneten Beispiel endet dieser Bereich 30 in
der Flucht der Innenseite des äußeren Schenkels des Verstärkungsringes 29. Ausser den Scherkräften f und g,
welche den ebenso bezeichneten Scherkräften in Fig. 6 entsprechen, übt der Verstärkungsring gemäß Fig. 8
auch eine nach unten, also in die der Lippe entgegengesetzte Richtung weisende Kraft (Kräftepfeil h) sowie
eine radial nach aussen gerichtete Scherkraft (Kräftepfeil i) auf den Bereich 30 des elastischen Ringes aus.
Gegenüber dem Ausführungsbeispiel in Fig. 6 hat das Ausführungsbeispiel in Fig. 8 den Vorteil, dass durch
die Einbettung des unteren Bereiches des Verstärkungsringes 29 in den elastischen Ring 28 eine zusätzliche
Fläche zur Verfügung steht, welche Scherkräfte und Rückhaltekräfte aufnehmen kann, wodurch der
elastische Ring 28 noch besser festgehalten wird.
Hinsichtlich seiner Wirksamkeit ist der in Fig. 8 dargestellte Abstreifring besonders vorteilhaft, allerdings
ist er schwieriger herzustellen als der in Fig. 6 dargestellte Abstreifring.
Die Fig. 9 zeigt einen Abstreifring ähnlich dem in Fig. dargestellten. Der einzige Unterschied zwischen den beiden
besteht darin, dass der kurze Schenkel 31 des J-förmigen Verstärkungsringes 29 an seinem Umfang verteilt einige
durchgehende Löcher 32 aufweist, durch welche das Material des elastischen Ringes 28 hindurchgreift, wodurch - ähnlich
beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 7 - der steife Ver-Stärkungsring
29 fester im elastischen Ring 25 verankert ist.
Die in den Fig. 2 bis 9 dargestellten Abstreifringe eignen
sich insbesondere für hin und her gehende Kolbenstangen und die bei Kolbenstangen auftretenden Probleme waren auch
der Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung. Erfindungs· gemäß ausgebildete Abstreifringe sind jedoch auch geeignet
für die Verwendung bei rotierenden Stangen und erweisen sich dort als besonders widerstandsfähig gegen Wackeln,
Taumeln und ähnlich Bewegungen der Stange. Der Hauptunterschied zwischen einem Abstreifring für eine Kolbenstange
und jenem für eine rotierende Stange besteht zumeist darin, dass bei einem Abstreifring für eine rotierende Stange
die Lippe nicht ausserhalb, sondern innerhalb des Loches liegt, in welchem der Abstreifring angeordnet ist. Zwei
Ausführungsbeispiele von Abstreifringen für rotierende
Stangen sind in den Figuren 10 und 11 dargestellt.
Das in Fig. 10 dargestellte Ausführungsbeispiel hat Ähnlichkeit mit dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel.
Der steife Verstärkungsring 33 für den elastischen Ring 34 ist im Längsschnitt J-förmig
und ist mit dem elastischen Ring 34 durch Kleben oder Vulkanisieren verbunden. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel
in Fig. 5 befindet sich jedoch die Lippe 35 des elastischen Ringes in axialer Richtung gesehen
nicht vor dem vorderen (in Fig. 10 oberen) Ende des langen Schenkels des Verstärkungsringes 36, sondern
knapp dahinter, und zwischen der Lippe 35 und dem langen Schenkel des Verstärkungsringes 36 befindet sicti im
elastischen Ring eine Ausnehmung 34, welche es ermöglicht, dass beim Aufschieben des Abstreifringes auf eine Stange,
deren Kontur strichpunktiert dargestellt ist, die Lippe 35 so aufgeweitet werden kann, dass die Reibung der
Lippe 35 auf der Stange möglichst klein bleibt. Durch das Aufweiten der Lippe 35 wird diese zugleich ein wenig
in axialer Richtung vorgeschoben.
Der in Fig. 11 dargestellte Abstreifring hat Ähnlichkeit mit dem in Fig. 6 dargestellten, weil der kurze Schenkel
40 des steifen, im Längsschnitt J-förmigen Verstärkungsrings 38 vollständig in das Material des elastischen
Ringes 39 eingebettet ist. In der Ausbildung und Anordnung der Lippe 35 des elastischen Ringes entspricht das Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 11 jenem gemäß Fig. 10.
Verstärkungsringe, bei denen die Lippe 35 des elastischen Ringes so ausgebildet angeordnet ist, wie in den Ausführungsbeispielen
gemäß Fig. 10 und Fig. 11,können in Abwandlung dieser Ausführungsbeispiele mit solchen steifen
Verstärkungsringen versehen werden, wie sie in den Beispielen für Kolbenstangen (Fig. 2-9) beschrieben worden
sind.
In allen Ausführungsbeispielen, die vorstehend beschrieben wurden, können die elastischen Ringe 5, 11, 18, 22, 34, 39
auf jede geeignete Weise hergestellt werden, z.B. durch Spritzgießen oder Druckgießen oder in_dem man sie direkt
an die Verstärkungsringe angießt.
Die spezielle Gestalt der Lippe des elastischen Ringes ist nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Die Lippe
kann deshalb auch ohne weiteres eine andere Gestalt aufweisen als in den gezeichneten Beispielen.
Claims (9)
1. Verstärkter Abstreifring aus einem elastischen,
etwas dehnbaren Werkstoff wie z.B. Gummi oder Kunststoff für zylindrische Stangen, insbesondere für Kolbenstangen,
zum Einpassen in eine zylindrische Wandöffnung, in welcher die Stange läuft,
welcher in einem ringförmigen Teilbereich einen Innendurchmesser hat, der etwas größer als der Aussendurchmesser
der Stange ist, wobei dieser Teilbereich sich in eine ringförmige, radial einwärts vorspringende Lippe
mit einem Innendurchmesser fortsetzt, welcher etwas kleiner ist als der Aussendurchmesser der Stange,
und welcher mit einem Verstärkungsring verbunden ist, welcher radial nach aussen gerichtete Kräfte aufnimmt,
die dadurch verursacht werden, dass die Stange die sie umgebende Lippe aufweitet,
dadurch gekennzeichnet, dass dieser Verstärkungsring (7·, 13, 20, 27, 29, 36) dem elastischen Ring (11, 18,
22, 34, 39) in der Weise zugeordnet ist, dass auf seiner Innenseite eine Drehmoment-Mittellinie (C) für
das von der Stange auf die Lippe (61, 35) ausgeübte und
von dem elastischen Werkstoff übertragene Drehmoment liegt,
und dass radial einwärts von dieser Drehmoment-Mittellinie (C), in axialer Richtung von der Lippe (61, 35) aus
gesehen jenseits der Drehmoment-Mittellinie (C) der elastische
34
Ring (11, 18, 22,/39) ein weiteres Mal ringförmig verstärkt ist, wobei der Raum zwischen der Drehmoment-Mittellinie
(C) und dieser weiteren ringförmigen Verstärkung (9, 14, 21, 24, 40) so vollständig wie möglich mit dem Werkstoff
des elastischen Rings (11, 18, 22, 34, 39) angefüllt ist.
2. Abstreifring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring (13, 20, 27) und die weitere
ringförmige Verstärkung (14, 21, 24) zu einem Teil vereinigt sind.
3. Abstreifring nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die weitere ringförmige Verstärkung
(24) in den Ring (22) aus dem elastischen Werkstoff eingebettet ist.
4. Abstreifring nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Material des Rings (22) aus dem
elastischen Werkstoff auch über die Aussenseite eines
3A43370
sich radial erstreckenden Bereiches des Verstärkungsrings (29) erstreckt (Fig. 8 und 9).
5. Abstreifring nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass in der weiteren ringförmigen Verstärkung (24) wenigstens eines, vorzugsweise mehrere über
ihren Umfang verteilte,durchgehende Löcher (25) vorgesehen
sind.
6.. Abstreifring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass der Verstärkungsring (71) und die weitere Verstärkung
(9) zwei getrennte Teile sind.
7. Abstreifring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verstärkungsring
(13) und/oder die weitere ringförmige Verstärkung (14) an ihrem zur Lippe (6') weisenden Ende in Richtung auf das
Innere des Rings (11) aus dem elastischen Werkstoff abgebogen sind, und zwar entweder in Gestalt einer umlaufenden
Abbiegung (17) oder in Gestalt von mehreren über den Umfang des Verstärkungsrings (13) bzw. der weiteren ringförmigen
Verstärkung (14) verteilten Abbiegungen (15).
8. Abstreifring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der aussen angeordnete
Verstärkungsring (13) ungefähr in seiner Mitte an einigen über den Umfang verteilten Stellen (16) eingedrückt ist.
9. Abstreifring nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lippe (35) und
das Ende des äußeren Verstärkungsringes (36) in axialer
Richtung ungefähr an der gleichen Stelle angeordnet sind und dass zwischen ihnen in dem Ring (34, 39) aus
dem elastischen Werkstoff eine ringförmige Ausnehmung (37) vorgesehen ist.
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