DE69012052T2

DE69012052T2 - Rohrförmiges Element zur Abdichtung einer hin- und herbewegten Stange.

Info

Publication number: DE69012052T2
Application number: DE69012052T
Authority: DE
Inventors: Yoshikazu Kuze
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-11-04
Filing date: 1990-11-01
Publication date: 1995-04-06
Anticipated expiration: 2010-11-02
Also published as: EP0427461A1; EP0427461B1; AU6570290A; CA2029254C; KR910010095A; DE69012052D1; KR940010868B1; US5152540A; AU630757B2; CA2029254A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein rohrförmiges Element zur Abdichtung einer sich hin- und herbewegenden Stange, wie beispielsweise eine Betätigungsstange einer Betätigungseinrichtung, und insbesondere ein rohrförmiges Element, das als Faltenbalg arbeitet.
Seither war ein Faltenbalg als eine dynamische Dichtung bekannt. Der Faltenbalg wird durch Spritzen von Kunststoff in eine Faltenbalgform hergestellt. Allerdings besitzt der Faltenbalg keine hohe Dichtwirkung aufgrund des Kunststoffs.
Das österreichische Patent 124178 offenbart einen Faltenbalg zum Abdichten einer sich hin- und herbewegenden Stange. Der Faltenbalg wird in einer gewellten form gespritzt. Demzufolge kann der Faltenbalg nicht in einer geraden, rohrförmigen Form ausgedehnt werden und kann nicht auf einen minimalen Zustand zusammengezogen werden, wo die benachbarten, gewellten Bereiche dicht miteinander in Eingriff stehen. Als Ergebnis hiervon ist der Hub des Faltenbalgs auf eine kurze Länge begrenzt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Dichtungselement zu schaffen, das aus Gummi hergestellt ist, das eine hohe Dichtwirkung besitzt.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dichtungselement zu schaffen, das leicht unter geringen Herstellkosten herstellbar ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Dichtungselement zu schaffen, das einen langen Hub verglichen mit dem herkömmlichen Faltenbalg besitzt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein rohrförmiges Element gemäß Anspruch 1 geschaffen.
Gemäß einem Gedanken der Erfindung ist jeder der ringförmigen Bereiche eine ringförmige Ausnehmung, die in einer Innenwand des rohrförmigen Körpers gebildet ist.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist jeder der ringförmigen Bereiche eine ringförmige, vorspringende Rippe, die an einer Innenwand oder an einem Außenumfang des rohrförmigen Körpers gebildet ist.
Diese und weitere Aufgabenpunkte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die bei gefügten Zeichnungen ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 bis 4 zeigen Schnittansichten, die rohrförmige Dichtungselemente verschiedener Typen gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen;
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht des Dichtungselement der Fig. 1, das an einer Betätigungseinrichtung befestigt ist;
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht einer Metallgießeinheit für das Dichtungselement;
Fig. 7 bis 10 zeigen Schnittansichten, die rohrförmige Dichtungselemente gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellen;
Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht einer Metallgießeinheit für das Dichtungselement der zweiten Ausführungsform;
Fig. 12 und 13 zeigen Schnittansichten, die das Dichtungselement darstellen, das an einer mit einem Gewinde versehenen Kappe befestigt ist; und
Fig. 14 und 15 zeigen Schnittansichten des Dichtungselements, das an einer Betätigungseinrichtung befestigt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In den Fig. 1 bis 4 sind verschiedene Typen von rohrförmigen Dichtungselementen 1 dargestellt, die aus Gummi hergestellt sind, und zwar gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei jedes der Dichtungselemente 1 dazu geeignet ist, automatisch einen Faltenbalg zu bilden, wenn es zusammengepreßt wird.
Das rohrförmige Dichtungselement 1 weist einen rohrförmigen Körper 2 auf, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist. Der rohrförmige Körper 2 besitzt ein Basis- bzw. Sockelteil 5, ein Kopfteil 4, das einen geschlossenen Kopf besitzt, und eine Mehrzahl von ringförmigen Ausnehmungen 7, die umfangsmäßig in der Innenwand davon gebildet sind. Die ringförmige Ausnehmung 7 ist so gebildet, daß sie im Querschnitt eine Krümmung besitzt, die einen großen Radius R aufweist.
Das Dichtungselement 1, das in Fig. 2 dargestellt ist, besitzt eine Mehrzahl von inneren, ringförmigen Ausnehmungen 7a, von denen jede im Querschnitt eine Krümmung besitzt, die einen kleinen Radius r aufweist.
Das Dichtungselement 1, das in Fig. 3 dargestellt ist, besitzt eine Mehrzahl von ringförmigen, vorspringenden Rippen 8a, die an der Innenwand des rohrförmigen Körpers 2 gebildet sind.
Das Dichtungselement 1, das in Fig. 4 dargestellt ist, besitzt eine Mehrzahl von ringförmigen, vorspringenden Rippen 8a, die an dem Außenumfang des des rohrförmigen Körpers 2 gebildet sind.
Wie die Fig. 5 zeigt, ist der rohrförmige Körper 2 des Dichtungselements 1 gleitend an einer Kolbenstange 3 einer (nicht dargestellten) Betätigungseinrichtung befestigt. Die Länge des Dichtungselements 1 wird entsprechend dem axialen Hub der Kolbenstange 3 bestimmt. Der geschlossene Kopf des Kopfteils 4 des Dichtungselements 1 steht mit dem oberen Ende der Kolbenstange 3 in Eingriff oder ist damit befestigt und das Basisteil 5, das einen Saum bzw. eine Einfassung besitzt, ist an einem Führungselement 6 befestigt, in dem die Kolbenstange 3 gleitend befestigt ist. Wenn das Kopfteil 4 nach unten gepreßt wird, wird die Kolbenstange 3 nach unten bewegt und das Dichtungselement 1 wird automatisch in einen Faltenbalg geformt, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist.
Fig. 6 stellt eine Metallgießeinheit zum Gießen des Dichtungselements 1 dar. Eine Matritze 9 bzw. negative Gießform ist an einem Stempel 10 bzw. einer positiven Gießform befestigt, wodurch ein Hohlraum dazwischen gebildet wird. Geschmolzener Gummi wird von dem Einlaß 11 aus in den Hohlraum eingegossen. Eine Mehrzahl von Metallschmelzeinheiten ist an einer Umformmaschine befestigt. Die Gießformen werden unter hoher Temperatur und Druck miteinander verklemmt, während der Gummi in die Schmelzeinheiten eingegossen wird. Demzufolge wird eine Vielzahl von Dichtungselementen 1 zur gleichen Zeit gegossen.
Die Fig. 7 bis 10 stellen rohrförmige Dichtungselemente der zweiten Ausführungsform dar. Ein rohrförmiges Dichtungselement 18 der zweiten Ausführungsform besitzt ein Kopfteil 4a, das einen offenen Kopf besitzt.
Das rohrförmige Dichtungselement 18, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, besitzt eine Mehrzahl von ringförmigen Ausnehmungen 7, die umfangsmäßig in einer Innenwand eines rohrförmigen Körpers 20 des Dichtungselements 18 gebildet ist. Ähnlich der ersten Ausführungsform ist die ringförmige Ausnehmung 7 so gebildet, daß sie eine Krümmung im Querschnitt besitzt, die einen großen Radius R aufweist. Neben den ringförmigen Ausnehmungen 7 ist eine innere, ringförmige, vorspringende Rippe 14 angrenzend an den Kopf des Körpers 20 vorgesehen.
Das Dichtungselement 18, das in Fig. 8 dargestellt ist, besitzt eine Mehrzahl von inneren, ringförmigen Ausnehmungen 7a, von denen jede im Querschnitt eine Krümmung besitzt, die einen kleinen Radius r aufweist, und die Innere, vorspringende Rippe 14.
Das Dichtungselement 18 der Fig. 9 besitzt eine Mehrzahl von ringförmigen, vorspringenden Rippen 8, die umfangsmäßig an der Innenwand des rohrförmigen Körpers 20 gebildet sind.
Das Dichtungselement 18, wie es in Fig. 10 dargestellt ist, besitzt eine Mehrzahl von ringförmigen, vorspringenden Rippen 8a, die an dem äußeren Umfang des rohrförmigen Körpers 20 gebildet sind. Die innere, vorspringende Rippe 14 ist auch in jedem der Dichtungselemente 18 der Fig. 9 und 10 vorgesehen.
Fig. 11 stellt eine Metallschmelzeinheit zum Schmelzen des Dichtungselements 18 dar. Eine Matritze 19 bzw. eine negative Gießform ist an einem Stempel 22 bzw. einer positiven Gießform befestigt, wodurch ein Hohlraum dazwischen gebildet wird. Geschmolzener Gummi wird von einem Einlaß 21 in den Hohlraum eingegossen.
In den Fig. 12 und 13 ist ein Basisbereich 25 des Dichtungselements 18 in einer Dichttasche 13 einer Kappe 12 befestigt, die ein Gewinde besitzt. Der äußere Umfang der Dichttasche 13 ist unter einem vorgegebenen, hydraulischen Druck so umgebogen, daß das Dichtungselement 18 an der gewindeförmigen Kappe 12 mit einer dichtenden Wirkung sicher befestigt ist.
In den Fig. 14 und 15 ist die mit einem Gewinde versehene Kappe 12 mit einer Schraube eines hydraulischen Zylinders 28 als eine Betätigungseinrichtung verschraubt, während das Dichtelement 18, das an der mit einem Gewinde versehenen Kappe 12 sicher befestigt ist, an einer Kolbenstange 3a der Betätigungseinrichtung befestigt ist. Die innere, ringförmige, vorspringende Rippe 14 des Dichtungselements 18 steht mit einer ringförmigen Ausnehmung 15 in Eingriff, die an einer Kolbenstange 3a gebildet ist. Eine Rückhalteeinrichtung 16 ist an dem rohrförmigen Körper 20 befestigt, um zu verhindern, daß sich das Dichtungselement 18 ablöst, und ein Sprengring 17 ist an der Rückhalteeinrichtung 16 sicher befestigt, um die Riickhalteeinrichtung an der Kolbenstange 3a festzuklemmen.
Wie in Fig. 15 dargestellt ist, wird, wenn die Kolbenstange 3a in den Zylinder eingesetzt wird, das Dichtungselement 18 zu einem Faltenbalg zusammengedrückt.
Da das Dichtungselement in einem einfachen, rohrförmigen Körper gegossen ist, kann es leicht unter geringen Herstellkosten hergestellt werden. Da das Dichtungselement aus Gummi hergestellt ist, wird ein hoher Dichteffekt erhalten.
Der Anmelder hat das nachfolgende Haltbarkeitsexperiment durchgeführt und hat gute Ergebnisse erhalten.
Sich umkehrender Hub: 10 mm
Federdruck: 11,5 kg
Zykluszeit: 6 Sekunden
(Betätigungszeit: 3 Sekunden, Ruhezeit: 3 Sekunden)
Lebensdauer: 310.000 Zyklen
Während die Erfindung in Verbindung mit bevorzugten, spezifischen Ausführungsformen davon beschrieben worden ist, wird verständlich, daß die Beschreibung nur zur Darstellung beabsichtigt ist und nicht zur Einschränkung des Schutzumfangs der Erfindung, der in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Rohrförmiges Element (1) zur Abdichtung einer sich hin- und herbewegenden Stange (3), die gleitend in einem Führungsteil (6) einer Betätigungseinrichtung gelagert ist, wobei das rohrförmige Element ein zusammenziehbares Teil (2), ein Basisteil (5) und ein Kopfteil (4) aufweist, wobei das Basisteil so angeordnet ist, daß es an dem Führungsteil (6) sicher befestigt ist, und wobei das Kopfteil so angeordnet ist, daß es mit der Stange (3) in Eingriff gebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Element aus Gummi hergestellt ist und der zusammenziehbare Teil ein gerader, rohrförmiger Körper (2) ist und eine Mehrzahl von ringförmigen Teilen (7) besitzt, wobei die Dicke jedes ringförmigen Teils gegenüber derjenigen des rohrförmigen Körpers unterschiedlich ist, so daß der zusammenziehbare Teil zu einer gewellten Form zusammenziehbar ist, wenn das rohrförmige Teil axial zusammengepreßt wird.

2. Rohrförmiges Element nach Anspruch 1, wobei jedes ringförmige Teil eine ringförmige Ausnehmung ist, die in einer Innenwand des rohrförmigen Körpers gebildet ist.

3. Rohrförmiges Element nach Anspruch 1, wobei jedes der ringförmigen Teile eine ringförmige, vorspringende Rippe ist, die an der Innenwand des rohrförmigen Körpers gebildet ist.

4. Rohrförmiges Element nach Anspruch 1, wobei jedes der ringförmigen Teile eine ringförmige, vorspringende Rippe ist, die an dem Außenumfang des rohrförmigen Körpers gebildet ist.

5. Rohrförmiges Element nach Anspruch 1, wobei das Kopfteil einen geschlossenen Kopf besitzt.

6. Rohrförmiges Element nach Anspruch 1, wobei das Kopfteil einen offenen Kopf besitzt.