DE4039173A1

DE4039173A1 - Piston rod seal - is free to move with piston rod, and has support incorporated in cylinder head

Info

Publication number: DE4039173A1
Application number: DE4039173A
Authority: DE
Inventors: Claus-Dieter Postler
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1990-12-05
Filing date: 1990-12-05
Publication date: 1992-06-11

Abstract

A sealing element (4) is held inside a support (5) which is free to move in the direction of the piston rod stroke. The seal support (5) is incorporated in the cylinder head (2) and provides a gas-tight seal for the working cylinder (11). USE/ADVANTAGE - The piston rod is float supported in the cylinder head; low friction, longer life.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kolbenstangendichtung für druckmittelbetriebene, mit Zylinderdeckeln abgeschlossene Arbeitszylinder mit Kolbenstange.The invention relates to a piston rod seal for pressure medium operated, closed with cylinder covers Working cylinder with piston rod.

Bei druckmittelbetriebenen Arbeitszylindern unterscheidet man grob zwischen Kolbenstangenzylindern und kolbenstangenlosen, sogenannten Zugbandzylindern. Arbeitszylinder mit Kolbenstange werden überall dort eingesetzt, wo es auf die Minimierung der Abmessungen nicht ankommt, oder wo es auf hohe Kraftwirkungen ankommt. Dabei ist es nötig, daß die mit dem Kolben verbundene Kolbenstange aus dem mit Druckmittel beaufschlagten Zylinderinnenraum herausgeführt und dabei abgedichtet wird. Dieser Abdichtung der Kolbenstange ist dabei besondere Aufmerksamkeit zu widmen, da diese so wie die Dichtungen des Kolbens stark beansprucht sind.A distinction is made roughly in the case of pressure-operated working cylinders between piston rod cylinders and piston rodless, so-called Drawstring cylinders. Working cylinders with piston rods are everywhere there used where it is not important to minimize the dimensions, or where high force effects are important. It is necessary that the piston rod connected to the piston from the pressure medium acted upon cylinder interior and sealed becomes. This sealing of the piston rod is special Pay close attention as this is like the seals of the piston are heavily used.

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten der Kolbenabdichtung bekannt. Aus der EP 00 81 043 ist es bekannt, innerhalb des Zylinderdeckels einen Dichtring anzuordnen. Da dieser Dichtring klein ist, bedarf es außer der Abdichtung zusätzlich einer Führung der nach außen geführten Kolbenstange. Various are from the prior art Possibilities of piston sealing known. From EP 00 81 043 it is known to arrange a sealing ring within the cylinder cover. There this sealing ring is small, it is required in addition to the seal a guide of the piston rod led to the outside.

Dies wird in dieser bekannten Ausführung durch eine Führungsbohrung innerhalb des Zylinderdeckels bewerkstelligt. In der Wandung dieser Führungsbohrung ist dabei in einer umlaufenden Nut der die Kolbenstange umschließende Dichtring angeordnet. Eine weitere Möglichkeit der Kolbenstangenabdichtung ist in der EP 00 82 933 dargestellt. Hierbei ist die Kolbenstange über eine Führungshülse innerhalb des Zylinderdeckels geführt und mit einem von außen herangeschobenen Dichtring gasdicht abgeschlossen.This is done in this known embodiment by a guide hole accomplished within the cylinder cover. In the wall of this The guide bore is in a circumferential groove of the piston rod surrounding sealing ring arranged. Another way of Piston rod sealing is shown in EP 00 82 933. Here is the piston rod via a guide sleeve inside the Cylinder cover guided and with one pushed from the outside Sealing ring sealed gas-tight.

Beim Einsatz eines solchen Arbeitszylinders wird der Arbeitszylinder selbst ortsfest montiert und die Kolbenstange an dem nach außen geführten Ende entsprechend mit dem zu bewegenden Element innerhalb einer Maschine verbunden. Betrachtet man diesen montierten betriebsbereiten Zustand eines solchen Arbeitszylinders, so fällt auf, daß zwischen der fixierten Führung der Kolbenstange und dem an dem zu bewegenden Maschinenelement verbundenen Ende der Kolbenstange aufgrund von immer vorhandenen Fehlanpassungen Kippmomente entstehen. Diese Führungsflächen im Zylinder bzw. in den Zylinderdeckeln weitergeleitet. Man spricht dabei von einer Überbestimmung der Lagerung der Kolbenstange. Dies hat dann zwei wesentliche Folgen. Zum einen wird die Beweglichkeit über erhöhte Reibungskräfte eingeschränkt und zum anderen kommt es zu einem erhöhten Verschleiß im Bereich der Dichtungen. Ein weiterer Nachteil ergibt sich bei diesen bekannten Arbeitszylindern, daß durch die nötigen Führungshülsen bzw. Führungsbohrungen die Baulänge der Zylinderdeckel relativ groß ist. Dies beschränkt die über die Kolbenstange verfügbare Hublänge teilweise beträchtlich ein.When using such a working cylinder, the working cylinder becomes itself fixed and the piston rod on the outside led end accordingly with the element to be moved within connected to a machine. If you look at this assembled operational state of such a working cylinder, it is striking that between the fixed guide of the piston rod and the to moving machine element connected end of the piston rod due tilting moments arise from always existing mismatches. These Guide surfaces in the cylinder or in the cylinder covers passed on. One speaks of an overdetermination of the storage of the Piston rod. This has two main consequences. For one thing, the Limited mobility due to increased frictional forces and secondly there is increased wear in the area of the seals. A Another disadvantage arises in these known working cylinders that through the necessary guide sleeves or guide holes Overall length of the cylinder cover is relatively large. This limits the over the Piston rod available stroke length sometimes considerably.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kolbenstangendichtung zu schaffen, bei der die Anordnung von Führungshülsen oder Führungsbohrungen entfällt und die Kolbenstange im Zylinderdeckelbereich schwimmend gelagert ist.The object of the invention is therefore to provide a piston rod seal create where the arrangement of guide sleeves or Guide bores are omitted and the piston rod in the cylinder cover area is floating.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargestellt.The object is achieved by the characterizing Features of claim 1 solved. Further refinements of the Invention are presented in the subclaims.

Die Kolbenstangendichtung aus einem Dichtelement, das innerhalb eines Dichtungsträgers angeordnet ist, aufzubauen, wobei der Dichtungsträger senkrecht zur Kolbenstangenhubrichtung beweglich und im Zylinderdeckel den Zylinder druckmitteldicht abschließend integriert ist, hat den Vorteil, daß die im o. g. Stand der Technik störende Überbestimmung der Lagerung der Kolbenstange somit beseitigt ist. Durch die Beweglichkeit des Dichtungsträgers ist somit eine schwimmende Führung mit Abdichtung der Kolbenstange gegeben. Dies führt durch die Entlastung der Dichtelemente zu wesentlich höheren Standzeiten und ermöglicht außerdem einen reibungsarmen Betrieb des Arbeitszylinders. Damit ist es außerdem möglich, Fehlanpassungen zwischen vorgesehener Arbeitszylinderfixierung und Kolbenstangenfixierung auszugleichen. Die in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagene Ausbildung des Zylinderdeckels, bei der der Zylinderdeckel eine in axialer Richtung nach außen offene becherförmige Ausnehmung aufweist, ermöglicht in einfacher Weise die Aufnahme des Dichtungsträgers, in der die eigentliche Dichtung angeordnet ist. Die Durchgangsöffnung im Boden dieser Ausnehmung läßt die Kolbenstange hindurch. Über das Anpressen des mit einer ringförmigen Anformung versehenen Dichtungträgers auf den in der bodenseitigen ringförmigen Vertiefung des Zylinderdeckels liegenden Ringdichtung ist zum einen die notwendige Abdichtung des Zylinderinnenraumes nach außen ermöglicht und zum anderen die schwimmende Lagerung des gesamten Dichtungsträgers und damit auch die schwimmende Führung der Kolbenstange gegeben. Die Anpressung des Dichtungsträgers, die über einen am offenen Ende der Ausnehmung des Zylinderdeckels einschraubbare Haltemutter bewerkstelligt wird, ermöglicht im Bedarfsfall eine leicht zugängige zum Wechseln der Dichtelemente zweckmäßige Anordnung. Den Zylinderdeckel im Bereich der Mantelfläche mit einem Dichtring zu versehen und den Zylinderdeckel selbst mindestens teilweise in das Zylindergehäuse einschiebbar und fixierbar zu gestalten, hat den Vorteil einer einfachen und schnellen Montage des gesamten Arbeitszylinders.The piston rod seal consists of a sealing element that is inside a Seal carrier is arranged to build, the seal carrier Movable perpendicular to the piston rod stroke direction and in the cylinder cover the cylinder is finally integrated pressure-tight, has the Advantage that the above-mentioned. State of the art disruptive overdetermination of Storage of the piston rod is thus eliminated. Because of the mobility of the seal carrier is thus a floating guide with a seal given the piston rod. This leads to the relief of Sealing elements for a significantly longer service life and also enables smooth operation of the working cylinder. So that's it too possible, mismatches between the intended cylinder fixation and balance piston rod fixation. The further development the invention proposed design of the cylinder cover, in which the cylinder cover is open to the outside in the axial direction has cup-shaped recess, allows in a simple manner Inclusion of the seal carrier in which the actual seal is arranged. The through opening in the bottom of this recess leaves through the piston rod. About pressing on with an annular Forming provided seal carrier on the in the bottom annular recess of the cylinder cover lying ring seal on the one hand, the necessary sealing of the cylinder interior to the outside enables and secondly the floating storage of the whole Seal carrier and thus also the floating guide of the piston rod given. The pressure of the seal carrier, the one on the open Screw-in retaining nut at the end of the recess in the cylinder cover is accomplished, if necessary enables an easily accessible to Change the sealing elements appropriate arrangement. The cylinder cover in the Area of the lateral surface to be provided with a sealing ring and the Cylinder cover itself at least partially in the cylinder housing to be insertable and fixable has the advantage of a simple one and quick assembly of the entire working cylinder.

Ein Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.An embodiment example of the invention is in the drawing shown and explained in more detail below.

Die Zeichnung zeigt die erfindungsgemäße Kolbenstangenabdichtung im Schnitt. In der Abbildung ist eine Einbaumöglichkeit des die Kolbenstangenabdichtung enthaltenden Zylinderdeckels 3 dargestellt.The drawing shows the piston rod seal according to the invention in section. The figure shows an installation option for the cylinder cover 3 containing the piston rod seal.

Der Zylinderdeckel 2 weist hierbei die schwimmende Abdichtung der Kolbenstange auf. Die Ausnehmung 13 des Zylinderdeckels 2 ist so ausgebildet daß der Zylinderdeckel becherförmig ist und so den Dichtungsträger 5 aufnehmen kann. Innerhalb des Dichtungsträgers 5 ist das Dichtelement 4 der Kolbenstangendichtung als Standarddichtelement angeordnet. Solche Dichtungen werden im allgemeinen als Abstreifdichtungen bezeichnet, da sie eine axiale Beweglichkeit der abzudichtenden Kolbenstange 1 ermöglichen. Im Boden des Zylinderdeckels 2 ist eine Durchgangsöffnung 12 zur Durchführung der Kolbenstange 1 angeordnet, wobei die Durchgangsöffnung 12 hier keine Führungsaufgabe hat und somit im Durchmesser größer als der Durchmesser der Kolbenstange 1 ausgebildet sein kann. Im Boden der Ausnehmung und damit im becherförmigen Zylinderdeckel 2 ist eine ringförmige Vertiefung angeordnet, innerhalb der eine Ringdichtung 8 eingebettet ist. Der Dichtungsträger 5 ist an der entsprechend zum Boden der Ausnehmung 13 weisenden Außenfläche mit einer in den Abmessungen entsprechenden materialschlüssigen ringförmigen Anformung 6 versehen, die im montierten Zustand in die ringförmige Vertiefung 7 hineingreift und die dort eingebettete Ringdichtung 8 anpreßt. Hierdurch ist die druckmitteldichte Abdichtung des Zylinderraumes gegeben. Hierbei erweist es sich sowohl für die Montage als auch für den Betrieb als vorteilhaft, sowohl die ringförmige Vertiefung 7 als auch die entsprechend ringförmige Anformung 6 in ihrem Querschnitt zueinander entsprechend konisch auszubilden. Die Abmessungen der ringförmigen Vertiefung 7 und der ringförmigen Anformung 6 sind dabei so gewählt, daß die Außenflächen an den entsprechenden Innenflächen im Betriebszustand nicht zur Anlage kommen, d. h. daß somit ein gewisses Spiel gegeben ist. Die Größe des Spiels wird dabei nicht zuletzt von der Einschraubtiefe der von außen eingeschraubten Haltemutter 3 bestimmt, die den Dichtungsträger 5 bzw. die damit verbundene ringförmige Anformung 6 auf die Ringdichtung 8 preßt. Im Mantelbereich des Zylinderdeckels 2 ist eine Ringdichtung 8 zur Gehäuseabdichtung angeordnet. Der Zylinderdeckel 2 ist mindestens teilweise in das Zylindergehäuse 11 einschiebbar und über die Gehäusefixierung 9 fixierbar und bildet somit die gesamte Zylinderdeckelanordnung. Ein letzter Vorteil ergibt sich bei dieser Ausgestaltung dadurch, daß die Zylinderdeckelanordnung an beliebigen Kolbenstangenzylindern nachrüstbar ist.The cylinder cover 2 has the floating seal of the piston rod. The recess 13 of the cylinder cover 2 is designed such that the cylinder cover is cup-shaped and can thus accommodate the seal carrier 5 . Within the seal carrier 5 , the sealing element 4 of the piston rod seal is arranged as a standard sealing element. Such seals are generally referred to as wiper seals because they enable the piston rod 1 to be sealed to move axially. In the bottom of the cylinder cover 2, a through hole 12 is arranged to carry out the piston rod 1, wherein the through hole 12 does not have any management task here, and can thus be formed larger in diameter than the diameter of the piston rod. 1 In the bottom of the recess and thus in the cup-shaped cylinder cover 2 , an annular depression is arranged, within which an annular seal 8 is embedded. The seal carrier 5 is provided on the outer surface corresponding to the bottom of the recess 13 with a corresponding material-like annular formation 6 which engages in the assembled state in the annular recess 7 and presses the ring seal 8 embedded there. This ensures that the cylinder chamber is sealed so that it is pressure-tight. In this case, it proves to be advantageous both for assembly and for operation to design both the annular recess 7 and the corresponding annular projection 6 in their cross-section correspondingly conical to one another. The dimensions of the annular recess 7 and the annular formation 6 are chosen so that the outer surfaces do not come into contact with the corresponding inner surfaces in the operating state, that is to say that there is a certain amount of play. The size of the game is determined not least by the screw-in depth of the retaining nut 3 screwed in from the outside, which presses the seal carrier 5 or the associated annular molding 6 onto the ring seal 8 . An annular seal 8 for housing sealing is arranged in the jacket area of the cylinder cover 2 . The cylinder cover 2 can be inserted at least partially into the cylinder housing 11 and can be fixed via the housing fixation 9 and thus forms the entire cylinder cover arrangement. A last advantage in this embodiment results from the fact that the cylinder cover arrangement can be retrofitted to any piston rod cylinder.

Es wäre auch denkbar, daß der Zylinderdeckel in einem Ring angeordnet ist, wobei dann insgesamt der Zylinderdeckelring und der Zylinderdeckel die gesamte Zylinderdeckelanordnung ergibt und der Zylinderdeckelring dann beispielsweise über eine zusätzliche Dichtung in axialer Richtung an den Zylinder anschraubbar sein könnte.It would also be conceivable for the cylinder cover to be arranged in a ring is, in which case the cylinder cover ring and the cylinder cover the entire cylinder cover arrangement results and the cylinder cover ring then for example via an additional seal in the axial direction could be screwed to the cylinder.

Claims

1. Kolbenstangendichtung für druckmittelbetriebene, mit Zylinderdeckeln abgeschlossene Arbeitszylinder mit Kolbenstange, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstangendichtung aus einem Dichtelement (4), daß innerhalb eines Dichtungsträgers (5) angeordnet ist, besteht, daß der Dichtungsträger (5) senkrecht zur Kolbenstangenhubrichtung beweglich und den Arbeitszylinder gasdicht abschließend im Zylinderdeckel (2) integriert angeordnet ist.1. Piston rod seal for pressure medium operated, closed with cylinder covers working cylinder with piston rod, characterized in that the piston rod seal consists of a sealing element ( 4 ) that is arranged within a seal carrier ( 5 ), that the seal carrier ( 5 ) perpendicular to the piston rod stroke direction and movable Working cylinder is finally arranged in a gas-tight manner in the cylinder cover ( 2 ).

2. Kolbenstangendichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderdeckel (2) eine in axialer Richtung nach außen offene, becherförmige Ausnehmung (13) aufweist, die bodenseitig mit einer Durchgangsöffnung (12) für die Kolbenstange (1) versehen ist.2. Piston rod seal according to claim 1, characterized in that the cylinder cover ( 2 ) has an axially outwardly open, cup-shaped recess ( 13 ) which is provided on the bottom side with a through opening ( 12 ) for the piston rod ( 1 ).

3. Kolbenstangendichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsträger (5) innerhalb der Ausnehmung (13) angeordnet ist und an der zum Boden der Ausnehmung (13) weisenden Seite mit einer ringförmigen Anformung (6) versehen ist.3. Piston rod seal according to claim 2, characterized in that the seal carrier ( 5 ) is arranged within the recess ( 13 ) and is provided on the side facing the bottom of the recess ( 13 ) with an annular projection ( 6 ).

4. Kolbenstangendichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (13) an der dem Dichtungsträger (5) zugewandten Bodenseite mit einer entsprechend ringförmigen Vertiefung (7) versehen ist, innerhalb der eine Ringdichtung (8) angeordnet ist. 4. Piston rod seal according to claim 3, characterized in that the recess ( 13 ) on the seal carrier ( 5 ) facing the bottom side is provided with a corresponding annular recess ( 7 ) within which an annular seal ( 8 ) is arranged.

5. Kolbenstangendichtung nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsträger (5) mit seiner ringförmigen Anformung (6) in die die Ringdichtung (8) enthaltende ringförmige Vertiefung (7) über eine am offenen Ende der Ausnehmung (13) einschraubbare Haltemutter (3) anpreßbar ist.5. Piston rod seal according to claims 1-4, characterized in that the seal carrier ( 5 ) with its annular formation ( 6 ) in the ring seal ( 8 ) containing annular recess ( 7 ) via an at the open end of the recess ( 13 ) screwable Holding nut ( 3 ) can be pressed.

6. Kolbenstangendichtung nach den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Anformung (6) und die ringförmige Vertiefung (7) ein konisches Querschnittsprofil aufweisen.6. Piston rod seal according to claims 1-5, characterized in that the annular projection ( 6 ) and the annular recess ( 7 ) have a conical cross-sectional profile.

7. Kolbenstangendichtung nach den Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderdeckel (2) mit einem im Bereich seiner Mantelfläche angeordneten Dichtring (10) versehen und mindestens teilweise in den Arbeitszylinder (11) einschiebbar und über eine Gehäusefixierung (9) fixierbar ist.7. Piston rod seal according to claims 1-6, characterized in that the cylinder cover ( 2 ) is provided with a sealing ring ( 10 ) arranged in the region of its lateral surface and at least partially insertable into the working cylinder ( 11 ) and can be fixed via a housing fixation ( 9 ) .