DE7700422U - - Google Patents

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L-k 23-21, 23-22 7. Januar 1977

Anmelder: Siegfried Ammann Germanenstraße 5 8901 Königsbrunn

Gleitdichtung für eine Stangenführung

Die Erfindung betrifft eine Gleitdichtung für eine Stangenführung mit einer axial mit Stangenlager abgestützten Lagerbüchse aus PTFE-Kunststoff, in der die Stange gleitbar und/ oder drehbar gelagert ist, und einem zwischen Kunststoffbüchse Liiiu DLaiiyeiüayci anytwiuii^lcii, ur.tcr Radialdruck etch or. i¹*?" O-Ring aus elastischem Material.

Bei einer bekannten Gleitdichtung dieser Bauart sind sowohl der O-Ring als auch die Lagerbüchse in einer im Querschnitt rechteckigen Ringnut des Stangenlagers angeordnet, wobei der O-Ring die auf de: Stenge sitzende Lagerbüchse aus PTFE-Kunststof f radial umgibt. Die Lagerbüchse ist an den .'.xialen Wänden der Ringnut abgestützt, so daß sie sich in axialer Richtung nicht verschieben kann. Da der O-Ring zwischen der radialen Wand der Ringnut bzw. den Nutengrund und der Lagerbüchse aus PTFE-Kunststoff eingezwängt ist, somit in erster linie radial zusammengepreßt wird, erfolgt eine radiale Belastung der Lagerbüchse nach innen, so daß diese unter Flächenpressung auf der Stange aufsitzt.

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Bei der abzudichtenden Stange handelt es sich zumeist um die Kolbenstange einer Kolben-Zylinder-Einheit, die in der Lagerbüchse aus PTFE-Kunststoff hin- und herbewegt wird. Sie kann jedoch beispielsweise auch eine lediglich drehbare Ventilstange sein'. Außerdem sind Kombinationen aus Axial- und Drehbewegung möglich?

Infolge der Kompressibilität des O-Rings kann sieb nun jedoch

die Lagerbüchse innerhalb der Nut radial verlagern, so daß es zu einem Anstreifen der metallischen Stange am metallischen Stangenlager kommen kann. Um dies zu vermeiden, weist die bekannte Gleitdichtung eine zweite Lagerbüchse aus PTFE-Kunststof f auf, die druckseitig der ersten Lagerbüchse vorgelagert ist. Diese zweite Lagerbüchse ist in eirer entsprechenden Ringnut nicht nur axial sondern aijch radial abgestützt, so daß die Kolbenstange zentrisch geführt ist,- Bereits diese zweite Lagerbüchse stellt einen zusätzlichen Aufwand dar. Hinzu kommt bei der bekannten Bauform noch ein drittes Dichtelement in Form einer zur Atmosphäre od. dergl. hin angeordn<3-t-f=n. in einer weiteren Rincmut sitzenden Dichtlippe aus ähnlichem Material wie der O-Rirg, nämlich einem Gummi od. dergl. Letztere soll lediglich das Eindringen von Verschmutzungen in die eigentliche Dichtung verhindern, sobald die Stange sich wieder zur Druckseite hinbewegt.

Ein Nachteil ist ferner darin zu sehen, daß die bekannte Gleitdichtung zwar gegen hohe Dichte gut abdichtet, bei niedrigen Drücken jedoch, bis etwa 1 Atü, in ihrer Dichtwirkung erheblich nachläßt und somit unzulässige Leckagen auftreten.

Schließlich erfolgt die Abdichtung in erster Linie an der ersten, von dem O-Ring komprimierten Lagerbüchse aus PTFE-Kunststof f, während die zweite, druckseitig vorgelagerte Lagerbüchse in erster Linie der radialen Führung der Stc.nge dient. Somit kann das unter Druck stehende, abzudichtende

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Medium die zweite Lagerbüchse überwinden und in den Zwischenraum zwischen den beiden die Lagerbüchsen aufnehmenden Ringnuten eintreten. Ein Entfernen des Mediums aus diesem Zwischenraum bzw. eine Reinigung desselben ist ohne Demontage der Stangenführung nebst Gleitdichtung nicht möglich, was insbesondere dort nachteilig, ist, wc verderbliche Stoffe das Medium bzw. Druckmittel bilden, beispielsweise flüssige Nahrungsmittel.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird deshalb darin gesehen, eine Gleitdichtung der geschilderten Bauart nicht nur einfacher auszubilden, sondern mit ihr auch eine verbesserte Abdichtung, insbesondere im Niederdruckbereich zu erzielen, sowie die Möglichkeit zu gewährleisten, eine einwandfreie Reinigung der Dichtung ohne Notwendigkeit einer Demontage vorzunehmen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Stangenlager druckseitig eine radiale Innenschulter vorgesehen IoL, ZlTl derer: der Drv!??¹"⁰⁰"'*"'=¹ ^haeleaenen Bundfläche, der O-Ring anliegt, daß die Lagerbüchse zusätzlich radial abgestützt ii-t und an ihrem druckseitigen Ende einen sich zu ihrem Ende hin nach innen verjüngenden Umfangsabschnitt aufweist, an dem der O-Ring anliegt, und daß die Lagerbüchse axial auf den O-Ring zu verschiebbar ist.

Zunächst einmal wird die erfindungsgemäße Gleitdichtung aus lediglich zwei Teilen gebildet, nämlich der besonders gestalteten Lagerbüchse aus PTFE-Kunststoff und dem O-Ring. In beiden Fällen wird an sich bekanntes Material verwendet, nämlich eine Kautschuk-Mischung od. dergl. für den O-Ring und einem Polytetrafluoräthylen (PTFE) für die Lagerbüchse, wobei in diesem Kunststoff kristallines Material und/oder andere formstabilisierende Stützkomponenten eingelagert

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worden sein können, so daß dieser Kunststoff verbesserte Gleiteigenschaften aufweist und infolge größerer Eiger.-steifigkeit auch spanabhebend bearbeitbar ist.

Durch die radiale Abstützung der Lagerbüchse im Stangenlager erfolgt eine' einwandfreie, axiale Führung der Stange, wie sie beim Stand der Technik von der zweiten Lagerbüchse überr oitimen werden muß. Die eigentliche Abdichtung erfolgt an dem verjüngten Ümfangsabschnitt, wobei äer zwischen diesem Ümfangsabschnitt und dem Stangenlager angeordnete, unter Radialdruck stehende O-Ring den Ümfangsabschnitt an den Umfang der Stange anpreßt. Der O-Ring ist dabei zwischen der. sich nach innen verjüngenden, zweckmäßig in einer Lippe auslaufenden Ümfangsabschnitt der Lagerbüchse und der Bundfläche bzw. dieser Bundfläche und der Zylinderflache des Stangenlagers zusammengedrückt, während die Lippe zwischen dem u=-Ring und dem Umfang der Stange eingeklemmt ist. Es hat sich erwiesen, daß sich durch diese Ausgestaltung bereits im Niederdruckbereich eine zuverlässige Abdichtung gegenüber dem a,uf der Druckseite angeordneten Medium erzielen läßt.

Darüber hinaus ist der Bereich, in den das Druckmittel vordringen kann, für.Reinigungszwecke gut zugänglich. Dies ist insbesondere dort von Bedeutung, wo Lebensmittel, Pharmazeutika od. dergl. das Druckmedium bilden, beispielsweise bei der Förderung derartiger Stoffe durch Dosierpumpen, die eine Kolbenstange od. dergl. aufweisen, welche durch die erfindungsgemäße Gleitdichtung abzudichten ist. Bei der Dosierung von Milch und Milchprodukten, zum Beispiel Joghurt, ist. eii e zumindest tägliche Reinigung der verwendeten, Dosierpumpen erforderlich, was bisher nur unter schwierigen Umständen und recht mangelhaft möglich war. Hier schafft die erfindungsgemäße Gleitdichtung Abhilfe, da dem geförderten Medium lediglich der druckseitige Raum zwischen der Innenschulter des

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Stangenlagers, dem O-Ring, einem Teij des verjüngten Umfangsabschnitts der Lagerbüchse und dem druckseitigen Teil der Stangenumfangsflache zugänglich ist. Dieser Bereich ist jedoch in gleicher Weise einer Reinigungsflüssigkeit zugänglich, die bf^i den erforderlichen Rei.rixgungsvorgängen anstelle des zu fördernden Mediums eingespeist wird. Somit läßt sich beispielsweise eine Dosierpumpe für das Dosieren und Abfüllen von Joghurt in Joghurtbecher nach Beendigung des Abfüllvorgangs einwandfrei sterilisieren. Dabei muß es sich bei der· zur Reinigung verwendeten Medien nicht unbedingt um Flüssigkeiten handeln, jene können vielmehr auch von Dämpfen oder Gasen gebildet werden.

Zweckmäßig ist der übergang zwischen der Bundfläche der radialen Innenschulter des Stangenlagers und der die Lagerbüchse radial abstützenden Stangenlagerflache eine umlaufende Ausrundung, um eine besonders gute Abstützung für den O-Ring zu bilden. Vorteilhaft entspricht der Radius dieser Ausrundung etwa dem Radius des Querschnitts des O-Rings.

Zur weiteren Verbesserung der Abdichtung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, an der Innenfläche der Lippe einen Inn^nbund anzuordnen, zumal eine gewisse: Abnutzung der an der Stange anliegenden Lippenfläche bzw. auch ein gewisses Fließen des PTFE-Kunststoffs der Lagerbüchse in diesem Bereich möglich sein könnte. Vorteilhaft ist die axiale Höhe des Innenbunds kleiner als die axiale Höhe des Umfangsabschnitts.

Um eine einwandfreie axiale Führung der Stange im Stangenlager bei mäßiger Flächenpressung zu gewährleisten, v/ird eine axiale Länge der Lagerbüchse bevorzugt, die ein Mehrfaches ihrer Wandstärke beträgt. .

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Wie oben erläutert, ist die Lagerbüchse axial auf den O-Ring zu verschiebbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist. die Lagerbüchse mittels einer Druckbüchse, die am der Druckseite abgewandten Ende des Stangenlagers eingesetzt ist, stufenlos auf den O-Ring·zu verschiebbar. Auf diese Weise läßt sich sehr einfach der auf den O-Ring ausgeübte Radialdruck vergrößern, welcher .genau genommen im Hinblick auf den sich verjüngenden, schrägverlaufenden Umfangsabschnitt ein kombinierter Radial- und Axialdruck ist. Gleichzeitig wird dadurch die Lippe radial nach innen stärker zusammengedrückt. Wie man leicht entnimmt, läßt sich hierdurch ein Nachstellen der Gleitdichtung erreichen, was beispielsweise im Hinblick auf einen Verschleiß der Dichtlippe, bzw. des radialen Tnnenbundes derselben, von Vortei ist.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Ausführungsform der Gleitdichtung für eine Stangenführung im Axialschnitt;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Ausführungsform nach Fig. 1;

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der in Fig. 1 dargestellten Lagerbüchse;

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Lagerbüchse nach Fig. 3.

Fig. 1 zeigt im Schnitt eine Gleitdichtung für die Führung einer Stange 1, beispielsweise der Kolbenstange einer nicht

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gezeigten Kolben-Zylinder-Einheit. Diese Gleitdichtung weist eine entsprechend der dargestellten Längsachse 2 axial im Stangenlager 3 abgestützte Lagerbüchse 4 aus PTFE-Kunststoff, also einem Polytetrafluorätzylen, in der die Stange 1 gleitbar gelagert ist. Zwischen der Kunststoffbüchse bzw. Lagerbüchse und dem Stangenlager 3 ist ein unter Radialdruckjstehender O-Ring 5 aus elastischem Material angeordnet.

Wie man aus Pig. 1 leicht entnimmt, füllt d:e Lagerbüchse 4 über den größeren Teil ihrer axialen Länge den Raum zwischen dem Stangenlager 3 und der Stange 1 aus. Sie gewährleistet damit eine gute axiale Führung der Stange 1 im Gleitlager 3. Das für die Lagerbüchse 4 verwendete Material kann zweckmäßig modifiziertes Polytetrafluoräthylen sein, in das beispielsweise kristalline Bereiche und/oder andere formstabilisierende Stützkomponenten eingelagert sind und das spanabhebend bearbeitbar ist. . „

Erfindi-ngsgemäß ist am Stangenlager 3 auf der Druckseite A eine radiale Inn-jnschulter 6 vorgesehen, an deren der Druckseite A abgelegen-in Bundfläche 7 der O-Ring 5 anliegt. Ferner ist die Lagerbüchse 4 zusätzlich radial abgestützt, wie erläutert. Darüberhinaus weist die Lagerbüchse 4 an ihrem druckseitigen Ende einen sich zu ihrem Ende hin nach innen verjüngenden, in einer Lippe 8 auslaufenden ümfangsabschnitt 9 auf, an dem der O-Ring 5 anliegt. Schließlich ist die Lagerbüchse 4 axial auf den O-Ring 5 zu verschiebbar.

Der Übergang zwischen der Bundfläche 7 und der die Lagerbüchse 4 radial abstützenden Stangenlagerflache 10 ist zweckmäßig eine umlaufende Ausrundung 11. In dieser Ausrundung 11 findet der O-Ring eine besonders gute Halterung bei einer Verschiebung

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der Lagerbüchse 4 in Pfeilrichtung B. Der Radius der Ausrunduno

11 entspricht deshalb etwa dem Radius des Querschnitts des O-Rings 5.

Bei der in Fig/ 3 gezeigten, bevorzugten Ausführungsform der Lagerbüchse 4 ist an"der Innenfläche der Lippe 8 ein Innenbund

12 angeordnet. Dieser Innenbund 12 erbrin t über seine Dichtfläche 13 eine zusätzliche Verbesserung der Dichtwirkung, nicht nur im Hinblick auf den zu erwartenden Abrieb sondern auch auf die plastische Verformung der Lippe 8 bzw. ihrer Innenfläche.

Die axiale Höhe h des Innenbunds 12 ist vorteilhaft kleiner als die axiale Höhe H des Umfangsabschnitts 9. Dadurch wird gewährleistet, daß die radiale Flexibilität am Anfang des sich nach innen verjüngenden, in einer Lippe 8 auslaufenden Umfangsabschnitts 9 nicht ungünstig hoch ist. Vielmehr verjüngt sich bereits die Lagerbuchse 4 in Pfeilrichtung' F (Fig. 3) , bevor der Innenbund 12 beginnt.

Die axiale Länge 1 der Lagerbuchse 4 beträgt ein Mehrfaches ihrer Wandstärke t. Dies ist in dem weiter oben erläuterten Sinne für eine gute, koaxiale und reibungsarme Führung der Stange 1 vorteilhaft.

Bei der gezeigten, bevorzugten Aus führungs form ist die, Lagerbüchse 4 mittels einer Druckbüchse 14, die am der Druckseite A abgewandten Ende D des Stangenlagers 3 eingesetzt ist, stufenlos auf dem O-Rirg 5 zu verschiebbar. Wie aus den Fig.· 1 und zu entnehmen, kann die Druckbüchse 14 dabei einen Flansch 45" aufweisen, der mittels in das Stangenlager 3 einschraubbarer Bolzen 16 nebst Muttern od. dergl. an das Stangenlager gezo-

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gen werden kann, derart, daß die Lagerbüchse 4 gegen den kompressiblen O-Rirg 5 geschoben wird. Infolge des abgeschrägten Unfangsabschnitts 9 resultieren dabei sowohl Radialals auch Axialkräfte-, die auf .den in der Ausrundung 11 gehaltenen O-Ring wirken. Der O-Rincj 5 drückt dabei die Lif.pe 8 bzw. den Innenbund 12 (Fig. 3> gegen die Urr.fangs fläche der in Richtung des Doppelpfeils E (Fig. 1) hin und her bewegbaren Stange.

Auf diese Weise wird nicht nur eine sehr gute Abdichtung bereits im Niederdruckbereich erzielt, sondern es ist auch eine einwandfreie Reinigung und Sterilisation auf der Druckseite A möglich, ohne daß die Gleitdichtung ausgebaut werden müßte, da sowohl das jeweils zu fördernde Medium als auch die Reinigungsflüssigkeit in Pfeilrichtung 17 nur Zutritt zu dem durch die Innenschulter 6 bzw. die Bundfläche 1, dem O-Ring 5, den druckseitigen Teil des ümfaiiysabschnitts¹ 9 und die vorgelagerte Stangenumf angst lache geßiiaeten Kxngraum habeii. Et> i& L ^.u betonen, daß weder das Druckmedium noch die Reinigungsflüssigkeit Zugang zu dem in Fig. 1 gezeigten Raum 18 haben, da der O-Ring 5 sowohl gegenüber der Ausrundung 11 als auch gegenüber dem Umfangsabschnitt 9 einwandfrei abdichtet, zumal im Betrieb keinerlei Reibung am O-Rir.g 5 auftritt, die Abstützung und Gleitführung der Stange 1 vielmehr allein in der Lagerbüchse 4 erfolgt.

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Claims (8)

ANSPRÜCHE

1. Gleitdichtung für eine Stangenführung mit einer axial im Stangenlager abgestützen Lagerbüchse aus PTFE-Kunststoff, in der die Stange gleitbar und/oder drehbc-r gelagert ist, und einem zwischen Kunststoffbüchse und Stangenlager ange-

,» .:' ordneten, unter Radialdruck stehenden O-Ring aus elasti-■ ■ ' ''^: schem Material, dadurch gekennzeich- -,,,,: "'?;■■'; net, daß am Stangenlager druckseitig eine radiale Innen- \':'»\:■'■'■'■*' .'''■ schulter (6) vorgeseheri ist, an deren der Druckseite (A)

i. ·;-··. abgelegenen Bundfläche (7) „der 0-P.ing (5) anliegt, daß die

Lagerbüchse (4) zusätzlich radial abgestützt ist und an

\ ihrem druckseitigen Ende einen sich zu ihrem Ende hin nach

innen vfrjungenden Umfangsabschnitt (9) aufweist, an dem I

der O-Rirg anliegt, und daß die Lagerbüchse axial auf den

O-Ring zu verschiebbar ist.

2. Gleitdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet., daß der übergang zwischen der Bundfläche (7) und der die Lagerbüchse (4) radial abstützenden Stangenlagerfläche (10) eine umlaufende Ausrundung (11) ist.

«,.

3. Gleitdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn-

V zeichnet, daß der Radius der Ausrundung (11) etwa

^J" dem Radius des Querschnitts des O-Rings (5) entspricht.

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4. Gleitdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

«.· zeichnet, daß der sich nach innen verjüngende Umfangsabschnitt (9) in einer Lippe (8) ausläuft. ·

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5. Gleitdichtung nach Anspruch , dadurch gekennzeichnet , daß an der Innenfläche der Lippe (8) ein Innenbund (12) angeordnet ist.

6. Gleitführung nach Anspruch 5,.. dadurch gekennzeichnet , daß die axiale Höhe (h) des Innenbunds (12) kleiner ist als die axiale Höhe (h) des Umf^ngabschnitts (9).

7. Gleitführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die axiale Länge (1) der Lagerbüchse (4) ein Mehrfaches ihre*.' Wandstärke (t) beträgt.

8. Gleitführung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Lagerbüchse (4) mittels einer Druckbüchse (14) , die air. der Druckseite (A-) abgewandten Ende des Stangenlagers (3) eingesetzt ist, stufenlos auf den O-Ring (5) zu verschiebbar ist.