DE3443370A1

DE3443370A1 - Abstreifring fuer stangen, insbesondere fuer kolbenstangen

Info

Publication number: DE3443370A1
Application number: DE19843443370
Authority: DE
Inventors: Rolf Eskilstuna Nilsson
Original assignee: Volvo BM AB
Current assignee: Volvo Construction Equipment AB
Priority date: 1983-12-01
Filing date: 1984-11-28
Publication date: 1985-06-13
Anticipated expiration: 2004-11-29
Also published as: GB2152598A; SE443630B; DE3443370C2; SE8306637L; SE8306637D0; GB2152598B; GB8429872D0; US4618153A

Description

Beschreibung:

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

β (0 72 31) 10 22 90/70 · TELEGHAMME PATMARK VOLVO BM AB, S-63 185 Eskilstuna (Schweden) "Abstreifring für Stangen, insbesondere für Kolbenstangen" Patentansprüche:

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

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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

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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.