DE7514616U - Abgedichtetes gelenk - Google Patents
Abgedichtetes gelenkInfo
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Description
DIRL.-ING. H. STEHMANf?ί J- i ^H fiBßs Nürnberg 2
DIPL.-.PHYS. DR. K. SCHWEINS9R 9^tCf J ävTeli
i DIPL.-ING. DR. M. RAU
SSENWElNSTRASaEi-*
&ιερον-wii-ms/»
' STEHPATENT
PATENTANWÄLTE BANKKONTEN:
DEUTSCHE BANK AG. NÜRNBERG BLZ 76070012 KONTO NR. 341164
' POSTSCHECKKONTO: NÜRNBERG 67 031-859
Nürnberg, 6. Mai 1975 119/48
S.A. Cockerill-Ougree-Providence et Esperance-Longdoz en
abrege "Cockerill", B-4loo Seraing/Belgien
"Abgedichtetes Gelenk"
Die Erfindung betrifft ein schmiegsam abgedichtetes Gelenk, das zum Sichern der Abdichtung zwischen zwei Elementen bestimmt
ist, deren eines in eine, in dem anderen Element /orgesehene öffnung eindringt und wobei das eine relativ
zum anderen durch eine Hin- und Herbewegung verschiebbar ist.
In der Technik kommt es sehr oft vor, daß ein Element in
Bezug auf ein anderes entsprechend einer geradlinigen Bewegung verschiebbar ist, abwechselnd in einem Sinn, dann
in dem anderen Sinn, wie z. B. in dem Fall, wo eine Stange einer hin- und hergehenden Bewegung durch eine öffnung
unterworfen wird, die in einer Wandung eines abgedichteten Raumes vorgesehen ist. Dies kommt besonders bei pneumatischen,
hydraulischen oder Dampf-Zylindern vor, wo eine Kolbenstange einen Zylinderboden durchdringt. Um die Abdichtung
aufrechtzuerhalten, ist es bekannt die Durchgangsöffnung des Kolbens mit einem Abs&reifgelenk oder einer
Stopfbuchsenpackung zu versehen, das bzw. die auf diesen eine mehr oder weniger starke Reibung entsprechend dem in
dem umschlossenen Raum herrschenden Druck ausübt. Die
Für das Auftragsvarhsllnls gilt die Gebührenordnung der Deutscher Patentanwaltskammer. - Gerichtsstand für Leistung und Zahlung: Nürnberg.
Gespräche am Fernsprecher haben keine rechtsverbindliche Wirkung.
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Abstreifgelenke oder Stopfbuchsenpackungen besitzen Nachteile, denn sie sind gegen Staubteilchen empfindlich und j
geeignet, das in Bewegung befindliche Element zu ritzen, | wodurch die Abdichtung verloren geht. Außerdem erfordern 9
die Gelenke das Vorhandensein eines Spiels, um die Bewegung | zu ermöglichen, ohne eine übermäßige Reibung zu erzeugen, |
wobei dieses Spiel auch der Abdichtung schadet. §
In gewissen Fällen, wo der spezifische Druck in dem um- |
sehlossenen Raum nicht erhöht ist, werden Balggelenke ver- |
wendet, die in abdichtender Weise mit einem Ende an einem ·■
Element und mit dem anderen Ende an dem anderen Element f
befestigt sind: Wenn auch diese Gelenke eine gute Abdich- j*
tung liefern und keine Reibung erzeugen, so sind sie · dennoch hinderlich und neigen zum Brechen, weil die Balg- :
falten schnell aufreißen und sie nur eine begrenzte Be- ' wegungsamplitude erlauben, denn der mögliche Abstand zwischen
der entspannten Stellung und der zusammengedrückten |
Stellung ist klein. ä
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, §
ein schmiegsames Dichtgelenk zu schaffen, das zwischen |
zwei Elementen, von denen das eine gegen das andere durch eine |
Hin- und Herbewegung verschiebbar ist, eine absolute %
Abdichtung sicherstellt ohne Reibung zu erzeugen, das f
ferner der Abnutzung gut widersteht und einen großen Ab- ~\
stand zwischen den zwei extremen Verschiebelagen erlaubt.
Diese Aufgabe wird bei einem schmiegsamen abgedichteten
Gelenk der eingangs näher bezeichneten Gattung gemäß der :;
Erfindung im wesentlichen dadurch gelöst, daß das Gelenk
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einen Ring aus einem schmiegsamen und elastischem Material aufweist, dessen Querschnitt in Form eines "U" in axialer
Richtung offen ist, dessen Achse in Richtung der Achse der öffnung vorgesehen ist und der in schmiegsamer Weise
mit seinen Rändern an dem einen bzw. an dem anderen der zwei Elemente befestigt ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß zwei Ringe derart invers einer gegen den
anderen vorgesehen sind, daß sie zwischen sich einen Raum bilden, der durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit
gefüllt ist.
Ein Dicht-Gelenk nach der Erfindung erlaubt eine vollkommene
Abdichtung zwischen einerseits einem beweglichen Element wie z. B. einer Stange, die sich in Achsrichtung verschiebt
und einer geradlinigen Bewegung folgt, und andererseits einer öffnung einer festen Führung, die in einem fest
eingeordneten geschlossenen Gehäuse vorgesehen ist.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Ringe mit "U"-förmigem Querschnitt mit je einem
Flansch versehen, der zu den äußeren Seiten der Wandungen des jeweiligen "ü" schief geneigt ist, die durch die beiden
Schenkel des "ü" gebildet werden und die in entsprechend
quer angeordneten Nuten bzw. in den beiden Elementen untergebracht sind, wobei das äußere Element einen in den Raum
zwischen den beiden Nuten einmündenden Anschluß aufweist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Flansche entlang den Seiten der Schenkel
der Ü-Ringe angeordnet.
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Nach anderen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung sind die Flansche an den Schenkeln der U-Ringe in getrennten
Nuten angeordnet oder es sind die beiden Plansche am inneren Schenkel der Ringe getrennt vorgesehen und
einer gegen den anderen in eine gemeinsame trapezförmige Nut eingepreßt, die allein in dem zentral angeordneten,
zylindrischen Element vorgesehen ist oder es sind die inneren Schenkel der Ringe miteinander verbunden, um eine
Wandung allein auf der äußeren Seite des zentralen zyÄidrischen
Elements zu bilden, auf der ein Flansch vorgesehen ist, der in eine gemeinsame trapezförmige Nut eingepreßt
ist, die in dem zentralen zylindrischen Element ausgearbeitet ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 9 schematisch Teile der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Axial-bzw. Längsschnitt
bzw. Querschnitt einen Schaft in geradliniger Bewegung bzw. alternativ durch eine Führungsbuchse und durch
ein abgedichtetes Gelenk.
In den Figuren beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder auf einander entsprechende Elemente.
In den Fig. 2 und 5 ist ein geschlossenes, fest eingeordnetes
Gehäuse 1, in dessen einer Wandung 2 eine öffnung vorgesehen
ist, in welche eine Führungsbuchse j5 entsprechend der Achse 6 eingeschweißt ist, in deren Richtung sich
eine Stange 4 geradlinig, abwechselnd in dem einen und dem anderen Sinn, verschiebt.
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U U
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist zwischen der
inneren Fläche der Buchse j5 und der Stange 4 ein Element
vorgesehen, welches das abgedichtete Gelenk, bestehend aus einem schmiegsamen Materlax, bildet. Dieses Gelenk besteht
aus einem Ring, dessen axialer Querschnitt offen ist und die Form eines gegen das Äußere des umschlossenen Raumes
gerichteten "u" besitzt; dieses Gelenk 5 ist so angeordnet,,
daß seine Längsachse ungefähr in Richtung der Achse 6 der Buchse 5 liegt. An seinem äußeren Rand 5a· ist es abdichtend
in an sich bekannter Weise durch einen Kragen 8 auf der Innenseite der Buchse 3 befestigt; an seinem
inneren Rand 5b ist es in abdichtender Weise z.B. durch
einen Bund-Ring 9 auf der Stange k befestigt. Die Tiefe oder
die Höhe der Schenkel des "U" ist veränderbar und hängt
von der maximalen Amplitude der abwechselnden Bewegung ab. Es ist indessen zweckmäßig, die Schenkel mit einer gewissen
Länge vorzusehen, damit in der mittleren Stellung der Stange 4, zwischen den beiden extremen Stellungen (wie in der
Fig. 2 dargestellt), die vorerwähnten Schenkel zwei Arten von Muffen bilden, die sich gegen die Stange bzw. gegen die
Buchse anlegen, was sehr vorteilhaft für die Abdichtung ist. In der extremen linken Stellung der Stange h nimmt das Gelenk
die in der Fig. 1 gezeigte Stellung ein, während in der extremen rechten Stellung der Stange Λ das Gelenk die
in der Fig. 5 gezeigte Stellung einnimmt.
Bei dem abgewandelten Ausführungsbeispiel nach den Fig. bis 6 weist das abgedichtete Gelenk zwei ringförmige Elemente
5 auf, die gegeneinander in inverser Weise angeordnet
und beide abdichtend an der Buchse 3 und der Stange K
befestigt sind. Der Raum 7, der zwischen den beiden Elementen 5 gebildet wird, ist mit einer unter einem leichten
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Druck stehenden Flüssigkeit gefüllt. Wenn sich die Stange 4
gegen rechts verschiebt, verschiebt sich der Ringbund 9 in demselben Sinn, wodurch die beiden Elemente 5 in der in
der Fig. 6 gezeigten Form deformiert werden; ein Schenkel des nU" verlängert sich und der andere verringert seine
Länge, wobei die Abdichtung stets durch die Kragen und durch den Druck im Raum 7 gesichert ist.
Wenn die Stange 4 sich nach links verschiebt, deformieren
sich die beiden ringförmigen Elemente 5 in der in der Fig. k
gezeigten Weise; die Abdichtung ist wiederum durch die Kragen und durch den Druck im Raum 7 gesichert.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist zwischen der Innenseite der Buchse J>
und der Stange k ein abgedichtetes Gelenk vorgesehen, das durch zwei Ringe 5 und Io aus einem
schmiegsamen elastischen Material wie z. B. Kautschuk gebildet wird, die Jeder den Querschnitt eines MUM aufweisen
und die in inverser Weise einer gegen den anderen angeordnet sind, um einen Raum 7 zu bilden. Der Ring 5 ist entlang
den Rändern der äußeren Seiten mit Schenkeln 5c und 5d sowie
zwei angeformten Flanschen 15a und 15b versehen, die in
trapezförmige Nuten 11 bzw. 12 zu liegen kommen, die quer in der Buchse 3 und in der Stange K vorgesehen sind.
Der im Querschnitt gleiche "U"-Ring Io weist zwei Flansche
loa und lob auf, die entlang den äußeren Rändern der Schenkel loc und Iod angeformt sind; diese Flansche kommen
in trapezförmige Nuten 13 und lh zu liegen, die ebenfalls
in der Buchse ;5 und in der Stange h querverlaufend angeordnet
sind. Der Flansch 15a auf dem äußeren Schenkel 5c, der Flansch 15b auf dem inneren Schenkel 5d des Ringes 5* der
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Flansch loa auf dem äußeren Schenkel loc und der Flansch lob
auf dem inneren Schenkel Iod des Ringes Io kommen jeder
getrennt in einer eigenen Nut zu liegen» Zwischen den Flanschen 15a und loa ist eine Öffnung 15 für einen Anschluß
16 vorgesehen, welcher den Einlaß einer Flüssigkeit unter Druck in den Raum 7 erlaubt. Auf diese Weise werden
durch die Wirkung des Flüssigkeitsdruckes in dem Raum 7 die Flansche in ihre Nuten gedrückt bzw. die Sshenkel der
Ring 5 und Io radial gegen die Innenseite der Buchse 3 und gegen
die Umfangsflache der Stange 4 gedrückt, wodurch eine
vollkommene Abdichtung gesichert ist.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 8 entspricht dem der Fig. 7; in diesem Fall indessen berühren sich die Flansche 15b
und lob, sie werden gegeneinander gedrückt und sind in einer gemeinsamen trapezförmigen Nut 17 untergebracht, die in der
Stange 4 querverlaufend vorgesehen ist.
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 9 entspricht dem der Fig. 8, jedoch sind die inneren Schenkel 5d und Iod der
Ring 5 und Io miteinander verbunden, z. B. verschweißt, so daß sie eine einheitliche Wandung bilden, auf deren
Außenseite ein gemeinsamer Flansch 18 vorgesehen ist, der in eine gemeinsame trapezförmige Nut 17 zu liegen kommt, die in
der Stange 4 querverlaufend angeordnet ist.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen der Fig. 8 und 9 kommen
die äußeren Flansche 15 und loa, wie in der Fig. 7, in die Nuten 11 und"IJ zu liegen, die in der Buchse 5 querverlaufend
vorgesehen sind. Der unter Druck erfolgende Einlaß der Flüssigkeit derfolgt durch das Loch 15 des mit einem Verschlußstöpsel
, der mit einer Rüekflußsperrvorrichtung
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- 8 -
vereinigt sein kann, versehenen Anschlusses 16. Der Anschlußstöpsel 16 kann auch mit einem permanenten Flüssigkeitsanschluß
versehen sein, um einen Druckabfall zu vei?meiden.
Ein Dichtungs-Gelenk entsprechend der Erfindung besitzt verschiedene Vorteile, unter denen die Einfachheit der Bauweise
und die Leichtigkeit der Montage besonders zu erwähnen sind.
Es sichert außerdem eine völlige Abdichtung zwischen dem Inneren des umschlossenen Raumes und dessen Äußeren und ist
schließlich für einen großen Bereich des Druckes in dem umschlossenen Raum dank einer entsprechenden Anpassung des
Drucks in dem Gelenkraum, verwendbar.
Die Erfindung ist nicht auf die erläuterten Ausführungsbeispiele begrenzt. Sie kann in verschiebenen Abwandlungen
angewendet werden; so z. B. kann der Gelenkraum beweglich und die Stange fest angeordnet sein od. dgl. mehr.
Die Erfindung umfaßt auch alle Teil- und Unterkombinationen der beschriebenen und/oder dargestellten Merkmale und Maßnahmen.
- Ansprüche -
Claims (7)
1.) Schmiegsam abgedichtetes Gelenk^ das zum Abdichten
zwischen zwei Elementen bestimmt ist, deren eines in eine, in dem anderen Element vorgesehene, Öffnung eindringt und
das eine relativ zum anderen durch eine Hin- und Herbewegung verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß es
aus einem Ring (5) aus einem schmiegsamen und elastischen Material gebildet wird, dessen Querschnitt in Form eines
"U11 in axialer Richtung offen ist, dessen Achse (6) in
Richtung der Achse der Öffnung vorgesehen ist und der in
schmiegsamer Weise mit seinen Rändern (5a, 5b) an dem einen (3) bzw. andern anderen (4) der beiden Elemente (8, 9) befestigt
ist,
2.) Gelenk nachAnspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es
zwei, einer gegen den anderen in inverser Weise angeordnete Ringe (5) derart aufweist, daß zwischen ihnen ein, mit
unter Druck stehender Flüssigkeit gefüllter, Raum (7) gebildet wird.
3.) Gelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Ringe (5, lo) mit "U"-förmigem Querschnitt mit
einem Flansch (loa, lob) versehen ist, der zu den äußeren Seiten der Wandung des jeweiligen "ü" schief geneigt ist, die
durch die beiden Schenkel (loc, Iod) des nU" gebildet werden
und die in entsprechenden quer angeordneten Nuten (13
bzw. in den beiden Elementen (3, 4) untergebracht sind, deren äußeres Element (3) einen in den Raum zwischen den
beiden Nuten einmündenden Anschluß (16) aufweist.
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N/.HS'j-'S
4.) Gelenk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
Plansche (loa, 15a, lob, 15b) entlang den Seiten der Schenkel (loc, 5c, Iod, 5d) der 11U"-Ringe (5, lo) angeordnet
sind.
5·) Gelenk nach den Ansprüchen 5 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß,
die Plansche (loa, 15a, lob, 15b) an den Schenkeln (loc, 5g, Iod, 5d) der "U"-Ringe (5, lo) in besonderen
Nuten (11, 12, 13, 14) angeordnet sind.
6.) Gelenk nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Plansche (lob, 15b) am inneren Schenkel (iod, 5d) der Ringe (lo, 5) getrennt sind und einer
gegen den anderen in einer geraeinsamen trapezförmigen Nut (17) eingepreßt sind, die nur in dem zentral angeordneten, zylindrischen
Element (4) vorgesehen ist.
7.) Gelenk nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die inneren Ringschenkel (iod, 5d) miteinander verbunden sind, um eine Wandung allein auf der äußeren Seite
des zentralen zylindrischen Elementes (4) zu bilden, auf der ein Plansch (18) vorgesehen ist, der allein in eine gemeinsame
trapezförmige Nut (17) eingepreßt ist, die in dem zentralen zylindrischen Element (4) ausgearbeitet ist.
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