DE10029305A1

DE10029305A1 - Seal assembly for a piston within a cylinder has an additional ring seal activated by an external radial force to move or distort it against the piston rod in an emergency or for repair without damaging the primary seal

Info

Publication number: DE10029305A1
Application number: DE2000129305
Authority: DE
Inventors: Ludwig Oberhauser
Original assignee: Individual
Current assignee: LOG HYDRAULIK GmbH 84051 ESSENBACH DE
Priority date: 2000-01-25
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2001-12-20

Abstract

The seal assembly for a piston (1), moved by a pressure medium within a cylinder (3) with a piston rod guide (4) in or at the cylinder, has ring recesses and elastic ring seals. At least one additional groove is at the cylinder ring (12) concentric around the piston rod (2) to hold a further elastic ring seal (14), which can be subjected to external radial forces to move or distort it from a rest position into a sealing position against the piston rod when required.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsvorrichtung für einen mit Druckmittel beaufschlagten Kolben in einem Arbeitszylinder, wobei im oder am Arbeitszylinder eine Kolbenstangenführung angeordnet ist und die Stangenführung ringförmige Ausnehmungen aufweist sowie in den Ausnehmungen jeweils elastische Dicht ringe sowie Führungsmittel befindlich sind, gemäß Patentan meldung 199 26 450.3 und 100 03 075.0.The invention relates to a sealing device for a Piston pressurized in a working cylinder, a piston rod guide in or on the working cylinder is arranged and the rod guide annular recesses has and in the recesses elastic sealing rings and guide means are in accordance with Patentan message 199 26 450.3 and 100 03 075.0.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DT 26 14 263 ist eine dynamisch nachstellbare Dichtungs- und Führungsvorrichtung für Kolben und Kolbenstangen mit mindestens zwei in axialer Richtung hintereinander angeordneten Kammerungsringen und mindestens einem zwischen diesen liegenden Dichtring aus elastischem Material bekannt.One is from the German patent application DT 26 14 263 dynamically adjustable sealing and guiding device for Pistons and piston rods with at least two in axial Direction chamber rings and at least one sealing ring between them known elastic material.

Der Kolben besitzt in Längsrichtung ausgebildete Vor- und Rücksprünge, die von einem Führungsring umgeben sind. Zwischen den Führungsringen verbleibt ein Raum zur Aufnahme eines Dichtrings. Der Dichtring stützt sich zu einer Nut im Kolben über einen weiteren elastischen Ring ab, so daß eine gewisse Nachstellbarkeit bedingt durch die Elastizität des weiteren Ringes gegeben ist. The piston has forward and forward trained Recesses that are surrounded by a guide ring. Between the guide rings have a space for receiving one Sealing rings. The sealing ring is supported by a groove in the piston over another elastic ring, so that a certain Adjustability due to the elasticity of the further Ring is given.

Die Führungs- und Dichtungsvorrichtung für einen mit Druck mittel beaufschlagten Kolben in einem Arbeitszylinder nach dem deutschen Patent DE 24 30 573 C3 soll zur Optimierung des Abdichtens und zur Verschleißminimierung eine axiale Verschie bung der Führungsringe verhindern. Hierfür wird von dem an sich bekannten Formschluß durch Nut und Bund bei Kolbendichtungen Gebrauch gemacht. Dabei soll die nachteilige Stauchung der Führungsringe vermieden, andererseits aber die Abdichtung zwischen den Ringen und dem Kolben erhöht werden. Durch Öffnungen im Kolben soll der am Spreizring erforderliche Druckaufbau möglich werden.The guide and seal device for one with pressure medium loaded piston in a working cylinder after the German patent DE 24 30 573 C3 is said to optimize the Sealing and axial wear to minimize wear Prevent exercise of the guide rings. For this, from that in itself known positive locking through groove and collar in piston seals Made use of. The disadvantageous compression of the Guide rings avoided, but on the other hand the seal be increased between the rings and the piston. By Openings in the piston should be the one required on the expansion ring Pressure build-up become possible.

Beim Arbeitshub wird gemäß der bekannten Lehre durch die Öffnungen auf vorgesehene Schrägflächen eine Druckkraft ein geleitet. Der Druck wird durch den vorgesehenen elastischen Ring nach oben umgelenkt, wodurch alle weiteren Ringe in Rich tung einer nicht dargestellten Zylinderlauffläche vorspannbar sind.At the working stroke, according to the well-known teaching by Openings on intended inclined surfaces a compressive force headed. The pressure is provided by the elastic Ring deflected upwards, causing all other rings in Rich device a cylinder tread, not shown, can be preloaded are.

Auch wurde durch die Firma Hunger DFE GmbH, Würzburg, ein extern vorspannbares Dichtsystem vorgestellt.The company Hunger DFE GmbH, Würzburg, also externally preloadable sealing system presented.

Bei diesem Stangendichtsystem besitzt der Dichtkörper einen eingearbeiteten Druckkanal, über den die Dichtung bei Bedarf mittels einer Anpreßvorrichtung zusätzlich vorgespannt werden kann.In this rod sealing system, the sealing body has one built-in pressure channel through which the seal if necessary be additionally biased by means of a pressing device can.

Hierfür wird der Dichtkörper von einer Kanüle durchstoßen und zusätzliches Druckmedium fest einstellbar aus der Vorspann vorrichtung in den Dichtkörper gefördert. Damit soll die Abstimmung des Gleit- bzw. Dichtverhaltens der Dichtelemente im eingebauten Hydraulikzylinder vorgenommen werden können, und hierbei geringste zum Abdichten nötige Dichtungsvorspannung einstellbar sein. Die Vorspannung kann nach langer Einsatzdauer durch Verschleiß oder Ermüdung beeinflußt über die Vorspann einheit zu einem späteren Zeitpunkt verändert, d. h. vergrößert werden, um die Standzeit des Dichtsystems zu erhöhen. Als Anwendungsgebiet für das vorgestellte extern vorspannbare Dichtsystem sind Hydraulikzylinder in Maschinen und Anlagen, wie z. B. Pressenzylinder, Walzwerkzylinder, Stahlwasserbau zylinder und weitere bekannt. For this purpose, the sealing body is pierced by a cannula and additional pressure medium can be fixed from the header device promoted in the sealing body. So that should Coordination of the sliding or sealing behavior of the sealing elements in the built-in hydraulic cylinder can be made, and lowest sealing prestress required for sealing be adjustable. The preload can be removed after a long period of use influenced by wear or fatigue via the leader unit changed at a later date, d. H. enlarged to increase the service life of the sealing system. As Area of application for the presented externally preloadable Sealing systems are hydraulic cylinders in machines and systems, such as B. press cylinder, rolling mill cylinder, hydraulic steel construction cylinders and others known.

Insbesondere die zitierte Lösung des extern vorspannbaren Dichtsystems der Firma Hunger DFE GmbH erfordert einen spe ziellen Dichtring mit dem notwendigen Druckkanal sowie eine aufwendige Spannvorrichtung mit Kanüle und Druckgefäß. Damit ist die bekannte Anordnung insgesamt teuer und als Notlauf oder quasi Reservedichteinrichtung nicht, zumindest nicht kosten günstig einsetzbar.In particular the cited solution of the externally preloadable Sealing systems from Hunger DFE GmbH require a special zial sealing ring with the necessary pressure channel and a elaborate clamping device with cannula and pressure vessel. In order to the known arrangement is expensive overall and as a limp home or quasi reserve sealing device not, at least not cost inexpensive to use.

Es hat sich gezeigt, daß beispielsweise bei sogenannten hydraulischen Oberkolbenpressen im Reparaturfall bei Austausch eines der Hydraulikzylinder bzw. der Hydraulikkolben ein oberes Hydraulikölgefäß vollständig geleert werden muß. Auch nach dem Leeren des Hydraulikvorratsgefäßes verbleibt im Kolbenvolumen Restöl nicht zu vernachlässigender Menge, das bei der Demontage des jeweiligen Hydraulikzylinders aufgefangen werden muß und hierbei die Arbeiten erheblich erschwert. Für den vorstehend geschilderten Fall wäre es wünschenswert, die Möglichkeit einer zusätzlichen Abdichtung zu schaffen, um beschädigte Primär dichtungen, die sich in der Kolbenstangenführung befinden, austauschen zu können. Des weiteren sollte die Möglichkeit bestehen, über einen gewissen Zeitraum zusätzliche Dichtungen zu aktivieren, um Notlaufeigenschaften entsprechender Maschinen und Einrichtungen, die Hydraulikzylinder verwenden, sicherzu stellen.It has been shown that, for example, in so-called hydraulic top piston presses in the event of repairs when replacing one of the hydraulic cylinders or the hydraulic pistons an upper one Hydraulic oil tank must be emptied completely. Even after Emptying the hydraulic reservoir remains in the piston volume Residual oil not negligible amount when dismantling of the respective hydraulic cylinder must be collected and this makes the work considerably more difficult. For the above In this case, it would be desirable to have the option of a to create additional sealing to damaged primary seals located in the piston rod guide to be able to exchange. Furthermore, the possibility should exist, additional seals over a certain period of time to activate the emergency running properties of corresponding machines and devices using hydraulic cylinders put.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, eine weitergebildete Dichtungsvorrichtung für einen mit Druckmittel beaufschlagten Kolben in einem Arbeitszylinder anzugeben, wobei im oder am Arbeitszylinder eine an sich bekannten Kolbenstan genführung angeordnet ist und die Stangenführung ringförmige Ausnehmungen aufweist sowie in den Ausnehmungen jeweils elastische Primärdichtringe sowie Führungsmittel befindlich sind und wobei die Vorrichtung über die Möglichkeit verfügt, im Not- und/oder Reparaturfall Notlaufeigenschaften zu gewähr leisten, ohne daß auf aufwendige Spezialdichtungen oder umfangreiche konstruktive Änderungen im Hydraulikzylindersystem zurückgegriffen werden muß. Weiterhin soll gewährleistet sein, daß der anstehende Hydraulikdruck selbst für ein Aktivieren einer Notlauf-Dichtung sorgt und daß im Reparatur- und Aus tauschfall der Primärdichtung nur wenig Hydrauliköl austritt.From the above, it is therefore an object of the invention to further developed sealing device for a pressure medium to indicate loaded piston in a working cylinder, where a piston piston known per se in or on the working cylinder gene guide is arranged and the rod guide annular Has recesses and in the recesses in each case elastic primary sealing rings and guide means are and wherein the device has the ability to To guarantee emergency and / or repair emergency running properties afford without complex special seals or extensive design changes in the hydraulic cylinder system must be used. Furthermore, it should be guaranteed that the pending hydraulic pressure itself for activation an emergency seal ensures that in the repair and off If the primary seal is replaced, only a little hydraulic oil escapes.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einer Dich tungsvorrichtung gemäß den Merkmalen, wie sie im Patentanspruch 1 definiert sind.The object of the invention is achieved with a you device according to the features, as in the claim 1 are defined.

Der Grundgedanke der Zusatz-Erfindung besteht darin, in der nunmehr als zweiteilige Buchse ausgebildeten Stangenführung oder einem zum Druckraum sich anschließenden, die Kolbenstange konzentrisch umgebenden zweiteiligen Zylinderring mindestens eine Nut zur Aufnahme eines weiteren elastischen, quasi Not lauf-Dichtrings einzubringen und darüber hinaus Mittel vor zusehen, mit deren Hilfe auf diesen weiteren elastischen Notlauf-Dichtring im Bedarfsfall von außen radial zur Kolben stange gerichtete Kräfte zur Einwirkung gebracht werden können, so daß sich der Dichtring nach Art einer Quetschdichtung ver formt und in Anlage mit der Kolbenstangenfläche gelangt, so daß die gewünschte Abdichtung gewährleistet ist. Der Notlauf- Dichtring befindet sich dabei in einem inneren Buchsenteil, wobei die Primärdichtringe in der äußeren Buchse angeordnet sind.The basic idea of the additional invention is that now designed as a two-part bushing rod guide or one connecting to the pressure chamber, the piston rod concentrically surrounding two-part cylinder ring at least a groove for receiving another elastic, quasi emergency insert sealing rings and also means before watch with their help on this further elastic Emergency running sealing ring, if necessary, radially from the outside to the piston rod-directed forces can be applied, so that the sealing ring ver in the manner of a press seal forms and comes into contact with the piston rod surface so that the desired sealing is guaranteed. The run-flat The sealing ring is located in an inner socket part, the primary sealing rings being arranged in the outer bush are.

Der elastische Dichtring soll ein Standardring einfachster Bauart, z. B. ein sogenannter O-Ring sein, der kostenkünstig verfügbar ist. Dadurch, daß an den weiteren Dichtring nur relativ geringe Anforderungen bezüglich der Langzeitstabilität zu stellen sind, ist es nicht notwendig, auf teure Spezial materialien zurückzugreifen.The elastic sealing ring is said to be a standard ring simplest Type, e.g. B. be a so-called O-ring, which is inexpensive is available. Because only on the further sealing ring relatively low requirements with regard to long-term stability it is not necessary to put on expensive special to use materials.

In erfindungsgemäßer Ausgestaltung besteht die Möglichkeit, die weitere Nut als konische Ringnut auszubilden, wobei die Breite der Ringnut am kolbenstangennahen Ende kleiner als die Breite am kolbenstangenfernen Ende ist.In the configuration according to the invention, there is the possibility of form another groove as a conical ring groove, the width the annular groove at the end near the piston rod is smaller than the width is at the end remote from the piston rod.

Die konische Ringnut steht dann mit einem Kanal in Verbindung, welcher in einen Raum enthaltend ein Rückschlagventil mündet. Das Rückschlagventil verschließt eine Raumöffnung federbelastet nach außen. Die Raumöffnung führt in eine Kammer oder geht in eine solche Kammer über, die mit unter Betriebsdruck stehender Hydraulikflüssigkeit als Druckmittel füllbar ist, wobei die Zuführung der Hydraulikflüssigkeit in die Kammer über ein z. B. Kugelventil, das in eine Bohrung verschraubt einbringbar ist, abgesperrt werden kann.The conical ring groove is then connected to a channel, which opens into a room containing a check valve. The check valve closes a room opening in a spring-loaded manner outward. The room opening leads into a chamber or goes in such a chamber, which is under operating pressure Hydraulic fluid can be filled as a pressure medium, the Feeding the hydraulic fluid into the chamber via a z. B. Ball valve that can be screwed into a hole, can be shut off.

Dadurch, daß die Kammer über die Zuführung mit Hydraulik flüssigkeit bei geöffnetem Ventil sich füllt, baut sich gegen das Rückschlagventil unter Überwindung der Ventilschließkraft ein Druck auf. Damit strömt die Hydraulikflüssigkeit zum kolbenstangenfernen Ende der konischen Ringnut. Aufgrund der konischen Ausführungsform der Nut ist bei gegebenen Druckver hältnissen die in Richtung Kolbenstange sich aufbauende Kraft groß genug, um ein Anpressen und Abdichten des weiteren elastischen Dichtrings zur Oberfläche der Kolbenstange zu erreichen.The fact that the chamber on the supply with hydraulics liquid fills up when the valve is open, builds up against the check valve while overcoming the valve closing force a pressure on. The hydraulic fluid then flows to the End of the conical ring groove remote from the piston rod. Due to the conical embodiment of the groove is given given Druckver the force that builds up in the direction of the piston rod large enough to press and seal further elastic sealing ring to the surface of the piston rod to reach.

Bei dieser Ausführungsform wird also der Betriebshydraulikdruck genutzt, um die Notlaufdichtung in Form eines O-Rings zu aktivieren, wobei die Gestalt der Ringnut für entsprechende, ausreichende Preßkräfte des Ringes sorgt.In this embodiment, the operating hydraulic pressure used to close the emergency seal in the form of an O-ring activate, the shape of the annular groove for corresponding, ensures sufficient pressing forces of the ring.

Wie dargelegt, kann die Druckvorrichtung, d. h. der zusätzliche Dichtring in einer umlaufenden Nut der üblichen Stangenführung untergebracht werden, um eine Verwendung als zusätzliche Not lauf-Dichtung zu ermöglichen. Hierbei wird in der vorstehend beschriebenen Weise über einen Medienzuführkanal mit entspre chendem Medienanschluß der Dichtring mit Druckbeaufschlagung aktiviert und in die Dichtposition überführt. Besondere Einsatzfälle sind hier Zylinderanordnungen an Geräten oder Einrichtungen, wo eine plötzliche Leckage in Notfällen eine bestimmte Zeit überbrückt werden muß, wie z. B. Fahrwerke von Luftfahrzeugen, Wassersperrbauwerke mit hydraulischen Ver stelleinrichtungen, Positionsmaschinen mit Hydraulikzylindern und weitere mehr.As stated, the printing device, i. H. the additional Sealing ring in a circumferential groove of the usual rod guide be accommodated for use as an additional emergency to allow running seal. Here, in the above described way via a media feed channel with appropriate media connection of the sealing ring with pressurization activated and transferred to the sealing position. Special Applications are here cylinder arrangements on devices or Facilities where a sudden leakage in an emergency is a certain time must be bridged, such. B. suspensions from Aircraft, water barrier structures with hydraulic Ver actuators, position machines with hydraulic cylinders and more.

Grundsätzlich gilt, daß in Ruhestellung zwischen dem zusätz lichen Dichtring und der Kolbenstange ein Spalt verbleibt. Basically, that between the additional Liche sealing ring and the piston rod remains a gap.

Durch diesen Spalt ist sichergestellt, daß z. B. bei einer Beschädigung der Kolbenstange diese Beschädigung nicht zu einer unerwünschten Oberflächenveränderung des Notlauf-Dichtrings führt, da eben kein Kontakt zwischen Dichtring und Kolbenstange besteht. Bei Beschädigung der Kolbenstange kann diese, z. B. durch Beschleifen der Oberfläche repariert werden, wobei der Dichtring von der Bereitschaftsstellung in die Funktions stellung überführt wird und dann die gewünschten Notlauf- Eigenschaften sicherstellt. Mit anderen Worten besteht im normalen Betrieb kein Oberflächenkontakt zwischen dem zusätz lichen Dichtring und der Kolbenstange, so daß auch kein Ver schleiß des Dichtrings eintritt. Die Zweiteiligkeit der Buchse sichert eine leichte Austauschbarkeit der Primärdichtungen, ohne daß eine zu große Hydraulikflüssigkeitsmenge austritt.This gap ensures that, for. B. at a Damage to the piston rod does not cause this damage undesirable change in the surface of the emergency sealing ring leads because there is no contact between the sealing ring and the piston rod consists. If the piston rod is damaged, e.g. B. can be repaired by grinding the surface, the Sealing ring from the ready position to the functional position is transferred and then the desired emergency running Ensures properties. In other words normal operation no surface contact between the additional Lich sealing ring and the piston rod, so that no Ver wear of the sealing ring occurs. The two-part design of the socket ensures easy interchangeability of primary seals, without too much hydraulic fluid leaking out.

Die Erfindung soll nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.The invention is intended to be explained below using exemplary embodiments as well as explained with the aid of figures.

Hierbei zeigen:Here show:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform mit Quetschdichtung und Schraubbolzen; Figure 1 shows a first embodiment with a press seal and screw bolts.

Fig. 2 eine Detaildarstellung des Aufbaus der Dichtungsvor richtung gemäß Fig. 1; Fig. 2 is a detailed view of the structure of the Dichtungsvor direction shown in FIG. 1;

Fig. 3 eine zweite Ausführungsform mit einem durch ein fluides Medium bewegbaren bzw. verformbaren weiteren Dichtring; Fig. 3 shows a second embodiment with a movable fluid through a medium or another deformable seal ring;

Fig. 4 eine Detaildarstellung der Ausführungsform nach Fig. 3; FIG. 4 shows a detailed illustration of the embodiment according to FIG. 3;

Fig. 5 eine dritte Ausführungsform ähnlich wie diejenige in ihrer Darstellung nach Fig. 3, jedoch mit einem Dichtring, welcher eine Stahlfedereinlage besitzt; Fig. 5 shows a third embodiment similar to that in its representation according to Fig 3, but with a sealing ring which has a steel spring insert.

Fig. 6 eine Detaildarstellung der Vorrichtung nach Fig. 5, Fig. 6 is a detail view of the device according to Fig. 5,

Fig. 7 eine weitere Teildarstellung eines Ausführungsbei spiels mit einem zusätzlichen Notlauf-Dichtring in einem Kanal in der Stangenführung; Figure 7 is a further partial representation of a game Ausführungsbei with an additional emergency running sealing ring in a channel in the rod guide.

Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel einer hydraulischen Ober kolbenpresse mit der Dichtungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform; Figure 8 shows an embodiment of a hydraulic upper piston press with the sealing device according to the first embodiment.

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel mit einer konisch verlaufenden Ringnut zur Aufnahme eines weiteren Dichtrings in Bereitschaftsstellung;9 shows an embodiment with a tapered annular groove for receiving a further sealing ring in the ready position.

Fig. 10 ein Ausführungsbeispiel wie in Fig. 9 gezeigt, jedoch in Funktionsstellung mit geöffnetem Absperrventil; FIG. 10 shows an embodiment as shown in FIG. 9, but in the functional position with the shut-off valve open;

Fig. 11 eine prinzipielle Darstellung der konischen Ringnut mit sich beim Druckaufbau ergebender Verformung des elastischen Dichtrings; und FIG. 11 is a schematic representation of the conical annular groove of resulting in pressure build-up deformation of the elastic sealing ring; and

Fig. 12 eine prinzipielle Darstellung der Erfindung mit radial zweigeteilter Buchse. Fig. 12 is a schematic representation of the invention with a radially split bush.

Die Fig. 1 zeigt in prinzipieller Darstellung einen an sich bekannten Hydraulikzylinder, welcher gemäß der ersten Aus führungsform der Erfindung eine spezielle Quetschdichtung zum Gewährleisten von Notlaufeigenschaften, aber auch für Repara turzwecke, d. h. für den Austausch der Kolbenstangenführung oder dort vorgesehenen Dichtungen besitzt. Fig. 1 shows a basic representation of a known hydraulic cylinder, which according to the first embodiment of the invention from a special pinch seal to ensure emergency running properties, but also for repair purposes, ie for the exchange of the piston rod guide or seals provided there.

Der Kolben 1 mit Kolbenstange 2 ist längsverschieblich in einem Arbeitszylinder 3 angeordnet.The piston 1 with piston rod 2 is arranged in a longitudinally displaceable manner in a working cylinder 3 .

Der Arbeitszylinder 3 weist eine Kolbenstangenführung 4 auf, die über mehrere ringförmige Ausnehmungen 5 verfügt, in die elastische Dichtringe 6, ein Ölabstreifring 7 und Führungs bänder 8 eingesetzt sind. Eine Schraubverbindung 9 fixiert die Kolbenstangenführung 4 am Gestell bzw. einen am Arbeitszylinder 3 vorgesehenen umlaufenden Flansch 10.The working cylinder 3 has a piston rod guide 4 , which has a plurality of annular recesses 5 , in the elastic sealing rings 6 , an oil scraper ring 7 and guide tapes 8 are used. A screw connection 9 fixes the piston rod guide 4 on the frame or a circumferential flange 10 provided on the working cylinder 3 .

Für den Fall, daß bedingt durch Undichtigkeiten die Kolben stangenführung 4 bei bekannten Hydraulikzylindern ausgetauscht werden muß, ist es zunächst erforderlich, Hydrauliköl aus einem nicht dargestellten Ölvorratsbehälter zu entfernen und gleich falls für das Absaugen von Hydraulikölresten aus dem Arbeits raum 11 Sorge zu tragen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß ein solches Entfernen nicht vollständig bzw. nur mit erhöhtem Auf wand möglich ist mit der Folge, daß mit demontierter Kolben stangenführung 4 und beim Entfernen des Kolbens mit Kolben stange 1; 2 Öl austritt, was insbesondere z. B. bei hydrau lischen Oberkolbenpressen problematisch ist.In the event that the piston rod guide 4 must be replaced in known hydraulic cylinders due to leaks, it is first necessary to remove hydraulic oil from an oil reservoir, not shown, and if necessary to take care of the suction of hydraulic oil residues from the working room 11 . However, it has been shown that such removal is not complete or only possible with increased on the wall, with the result that rod guide 4 with the piston removed and when removing the piston rod with piston 1 ; 2 oil leaks, which in particular z. B. is problematic with hydrau lic upper piston presses.

Um diesem Problem zu begegnen, wird nun vorgeschlagen, oberhalb der Kolbenstangenführung 4 einen konzentrischen Zylinderring als Tragteil vorzusehen, wobei der konzentrische Zylinderring 12 bzw. das Tragteil eine Nut 13 zur Aufnahme eines weiteren quasi Reservedichtrings 14 besitzt. Der weitere elastische Dichtring befindet sich, wie in der Fig. 2 erkennbar, grund sätzlich in einer Ruheposition, d. h. es besteht kein Ober flächenkontakt zwischen dem Dichtring 14 und der Oberfläche 15 der Kolbenstange 2, so daß auch nach einer behobenen Beschä digung der Kolbenstange eine einwandfreie unverletzte Not dichtung zur Verfügung steht.In order to counter this problem, it is now proposed to provide a concentric cylinder ring as a support part above the piston rod guide 4, the concentric cylinder ring 12 or the support part having a groove 13 for receiving a further quasi reserve sealing ring 14 . The further elastic sealing ring is, as can be seen in Fig. 2, basically in a rest position, ie there is no upper surface contact between the sealing ring 14 and the surface 15 of the piston rod 2 , so that even after a repaired damage to the piston rod flawless, undamaged emergency seal is available.

Des weiteren macht die Fig. 2 deutlich, wie mit Hilfe von Schraubbolzen 16 und entsprechenden Gewindebohrungen 17 im Arbeitszylinder 3 das Tragteil 12 in Längsrichtung zur einer Anschlagfläche 18 bewegt werden kann.Furthermore, FIG. 2 makes it clear how the supporting part 12 can be moved in the longitudinal direction to a stop surface 18 with the aid of screw bolts 16 and corresponding threaded bores 17 in the working cylinder 3 .

Durch diese Bewegung erfolgt ein Verformen des elastischen Dichtrings 14 und ein Inkontaktbringen des letzteren mit der Oberfläche 15 der Kolbenstange 2, so daß ein gewünschter Dichteffekt gegeben ist. This movement deforms the elastic sealing ring 14 and brings the latter into contact with the surface 15 of the piston rod 2 , so that a desired sealing effect is achieved.

Damit dient der konzentrische Zylinderring 12 bzw. das Tragteil in Verbindung mit Schraubbolzen 16 und Gewindebohrung 17 dem Ausüben einer Kraft auf den elastischen Dichtring 14, um diesen von der normalen, d. h. Ruheposition 29 in eine Dichtposition zu überführen.The concentric cylinder ring 12 or the supporting part in connection with screw bolt 16 and threaded bore 17 thus serves to exert a force on the elastic sealing ring 14 in order to transfer it from the normal, ie rest position 29 into a sealing position.

Es sei an dieser Stelle noch angemerkt, daß der konzentrische Zylinderring 12 in einer umlaufenden Ausnehmung 19 in der Stangenführung 4 seinen Sitz hat, so daß eine gemeinsame Montage von Kolbenstangenführung 4, konzentrischem Dichtring 12 und dem oberen Teil der Stangenführung, der die Anschlagfläche 18 bildet, möglich ist. Der obere Teil der Stangenführung kann als Einsatzstück 20 zur Aufnahme eines oder mehrerer Führungs mittel 8 gestaltet sein.It should also be noted at this point that the concentric cylinder ring 12 in a circumferential recess 19 in the rod guide 4 is established so that a joint assembly of piston rod guide 4, concentric sealing ring 12 and the upper portion of the rod guide, which forms the stop surface 18 , is possible. The upper part of the rod guide can be designed as an insert 20 for receiving one or more guide means 8 .

Die Kolbenstangenführung 4 besitzt mehrere Zugangsbohrungen 21, die durch einen Stopfen 22 jeweils verschließbar sind. Nach Entfernen des Stopfens 22 kann ein Werkzeug über die Zugangs bohrung 21 zum Schraubbolzen 16 geführt werden, um die Ver stellung des Tragteils, wie beschrieben, zu erreichen. Es versteht sich, daß der konzentrische Zylinderring bzw. das konzentrische Tragteil 12 umfangsseitig verteilt entsprechende Bohrungen zur Aufnahme der jeweiligen Schraubbolzen 16 besitzt und daß im gleichen Maße Gewindebohrungen 17 im Arbeitszylinder 3 eingebracht wurden.The piston rod guide 4 has a plurality of access bores 21 , each of which can be closed by a plug 22 . After removing the plug 22 , a tool can be guided through the access hole 21 to the screw bolt 16 in order to achieve the position of the support member as described. It is understood that the concentric cylinder ring or the concentric supporting part 12 has corresponding holes distributed around the circumference for receiving the respective screw bolts 16 and that threaded holes 17 have been made in the working cylinder 3 to the same extent.

Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 ist ein Ringtragteil 23 oberhalb der Stangenführung 4 vorgesehen. Das Ringtragteil 23 wird über die Schraubverbindung 9 gemeinsam mit der Stangenführung 4 befestigt, wobei die Abdichtung mit den Dichtelementen 24 gewährleistet ist.In the further embodiment according to FIGS . 3 and 4, a ring support part 23 is provided above the rod guide 4 . The ring support part 23 is fastened together with the rod guide 4 via the screw connection 9 , the sealing with the sealing elements 24 being ensured.

Im Ringtragteil 23 ist ein Ringkanal 25 eingebracht, welcher eine Tiefe zur vollständigen Aufnahme des elastischen Dicht rings 14 besitzt.In the ring support part 23 , an annular channel 25 is introduced, which has a depth for completely receiving the elastic sealing ring 14 .

Vom Ringkanal 25 erstreckt sich im wesentlichen radial nach außen gerichtet ein Medienzuführkanal 26, der außenseitig in einem Medienanschluß 27, der als Steck- oder Schlauchanschluß ausgebildet sein kann, endet.A media feed channel 26 extends essentially radially outward from the ring channel 25 and ends on the outside in a media connection 27 , which can be designed as a plug-in or hose connection.

Über den Medienanschluß 27 und den Medienzuführkanal 26 kann ein fluides Medium in den Ringkanal 25 gelangen mit der Folge, daß sich der elastische Dichtring 14 in Richtung zur Oberfläche 15 der Kolbenstange bewegt und von seiner Ruheposition 29 in die gewünschte Dichtposition gelangt:A fluid medium can get into the ring channel 25 via the media connection 27 and the media feed channel 26 , with the result that the elastic sealing ring 14 moves in the direction of the surface 15 of the piston rod and reaches the desired sealing position from its rest position 29 :

Hinsichtlich der übrigen Funktionen und Elemente sei auf die vorangegangene Beschreibung zu den Fig. 1 und 2 verwiesen, wobei für dieselben Elemente die gleichen Bezugszeichen Ver wendung finden.With regard to the other functions and elements, reference is made to the preceding description of FIGS. 1 and 2, the same reference numerals being used for the same elements.

Bei dem weiteren Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6- findet wiederum ein Ringtragteil 23 Verwendung, das oberhalb der Stangenführung 4 angeordnet ist, und wobei im Ringtragteil 23 ein Medienzuführkanal 26 befindlich ist, der auch durch die Wandung des Arbeitszylinders 3 hin zum Medienanschluß 27 führt. Im Gegensatz zur Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 ist jedoch, in Fig. 6 besonders deutlich dargestellt, der elasti sche Dichtring 14 mit einem vorgespannten Stahlfederring 28 versehen.In the further embodiment according to FIGS . 5 and 6, a ring support part 23 is again used, which is arranged above the rod guide 4 , and wherein in the ring support part 23 there is a media feed channel 26 which also extends through the wall of the working cylinder 3 to the media connection 27 leads. In contrast to the embodiment according to FIGS. 3 and 4, however, the elastic sealing ring 14 is provided with a prestressed steel spring ring 28 , shown particularly clearly in FIG. 6.

Der Stahlfederring 28 spannt den Dichtring 14 radial nach außen vor.The steel spring ring 28 biases the sealing ring 14 radially outward.

Mit Zuführen eines Mediums über den Medienanschluß 27, d. h. Druckbeaufschlagen der Dichtung 14 mit Stahlfederring 28, wird die Vorspannung des Stahlfederrings überwunden und die Dichtung bewegt sich hin zur Oberfläche 15 der Kolbenstange 2 mit dem gewünschten Dichteffekt. Ein Rückspringen des Stahlfederrings 28 mit der Folge einer entsprechenden Bewegung des Dichtrings 14 kann durch Anlegen eines Vakuums über den Medienanschluß 27 realisiert werden.By supplying a medium through the medium connection 27 , ie pressurizing the seal 14 with the steel spring ring 28 , the prestressing of the steel spring ring is overcome and the seal moves towards the surface 15 of the piston rod 2 with the desired sealing effect. Springback of the steel spring ring 28 with the result of a corresponding movement of the sealing ring 14 can be achieved by applying a vacuum via the media connection 27 .

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 wird von einer zusätz lichen quasi Notlauf-Dichtung ausgegangen, die sich in einem Ringkanal 25 in der Stangenführung 4 befindet. Diese Dichtung dient, wie dargelegt, dem Gewährleisten eines zusätzlichen Notlaufs dann, wenn plötzliche Leckagen der Primärdichtungen auftreten.In the embodiment of FIG. 7, an additional quasi emergency running seal is assumed, which is located in an annular channel 25 in the rod guide 4 . As explained, this seal serves to ensure an additional emergency operation if there are sudden leaks in the primary seals.

Hierfür ist wiederum ein Medienzuführkanal 26 ausgebildet, der durch die Stangenführung 4 verläuft, in eine Fortführung im Mantel des Arbeitszylinders 3 übergeht und im Medienanschluß 27 endet. Die Funktionen zum Aktivieren des zusätzlichen elasti schen Dichtrings 14 entsprechen denjenigen wie zu den Fig. 3 bis 6 geschildet.For this purpose, a media feed channel 26 is again formed, which runs through the rod guide 4 , merges into a continuation in the jacket of the working cylinder 3 and ends in the media connection 27 . The functions for activating the additional elastic sealing ring 14 correspond to those shown in FIGS . 3 to 6.

Von Vorteil ist, daß für die zusätzlichen elastischen Dicht ringe 14 übliche O-Ringe Anwendung finden können, d. h. keine Spezialdichtungen erforderlich werden. Damit kann in besonders kostengünstiger Weise der jeweilige Hydraulikzylinder mit Notlauf- und Reparaturdichteigenschaften versehen werden, so daß sich die Zuverlässigkeit mit derartigen Hydraulikzylindern versehenen Einrichtungen und Maschinen erhöht.The advantage is that for the additional elastic sealing rings 14 usual O-rings can be used, ie no special seals are required. Thus, the respective hydraulic cylinder can be provided with emergency running and repair sealing properties in a particularly cost-effective manner, so that the reliability with devices and machines provided with such hydraulic cylinders is increased.

Eine spezielle Verwendung der erfindungsgemäßen Dichtungsvor richtung für Hydraulikzylinder zeigt die prinzipielle Darstel lung einer hydraulischen Oberkolbenpresse gemäß Fig. 8.A special use of the Dichtungsvor direction according to the invention for hydraulic cylinders shows the basic presen- tation of a hydraulic top piston press according to FIG. 8.

Dort befinden sich drei parallel geschaltete Hydraulikzylinder in einem Pressengestell 30, wobei oberhalb des Pressengestells 30 ein Ölvorratsbehälter 31 befindlich ist.There are three hydraulic cylinders connected in parallel in a press frame 30 , an oil reservoir 31 being located above the press frame 30 .

Für den Fall, daß beispielsweise ein Austausch der Kolben stangenführung 4 aufgrund Undichtigkeiten erforderlich wird, besteht die Möglichkeit, die im jeweiligen Zylinder befindliche zusätzliche Dichtung in der gemäß Fig. 1 und 2 offenbarten Weise zu aktivieren, ohne daß der Ölvorratsbehälter 31 und der Arbeitsraum 11 entleert werden müssen. Montageseitig ist über die verschließbaren Zugangsbohrungen 21 eine leichte Zugäng lichkeit der Schraubbolzen 16 (siehe jeweils Fig. 2) gewähr leistet. In the event that, for example, an exchange of the piston rod guide 4 is required due to leaks, there is the possibility of activating the additional seal located in the respective cylinder in the manner disclosed in FIGS. 1 and 2 without the oil reservoir 31 and the work space 11 must be emptied. On the assembly side, easy accessibility of the screw bolts 16 (see in each case FIG. 2) is ensured via the lockable access holes 21 .

Mit Hilfe der Fig. 9 bis 11 soll ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung unter Rückgriff auf eine konische Ringnut 131 erläutert werden.With the help of Fig. 9 to 11 an exemplary embodiment of the sealing device according to the invention by resorting to a conical annular groove 131 will be explained.

Gemäß Fig. 9 ist im Bereich der Kolbenstangenführung 4 eine zusätzliche Nut in Form einer konischen Ringnut 131 z. B. eingefräst. Diese konische Ringnut 131 besitzt eine Breite, die am kolbenstangennahen Ende kleiner als die Breite am kolben stangenfernen Ende ist. Damit wird durch die geänderten Flächenverhältnisse beim Druckaufbau für eine ausreichende Preßkraft des elastischen Dichtrings 14 Sorge getragen.According to Fig. 9 of the piston rod guide 4 is such an additional groove in the form of a conical annular groove 131 in the field. B. milled. This conical annular groove 131 has a width which is smaller at the end near the piston rod than the width at the end remote from the piston rod. The changed area ratios during pressure build-up ensure that the elastic sealing ring 14 has sufficient pressing force.

Die Verformung des elastischen Dichtrings 14 beim Druckaufbau ist in der Fig. 11 nachvollziehbar gezeigt.The deformation of the elastic sealing ring 14 when the pressure is built up is shown in a comprehensible manner in FIG. 11.

In der Bereitschaftsstellung des weiteren Ausführungsbeispiels nach Fig. 9 befindet sich der elastische Dichtring 14 in Ruhe position. Die Darstellung nach Fig. 10 zeigt die Funktion des elastischen Dichtrings 14, welcher dadurch aktiviert wird, daß das Absperrventil 37 in eine solche Position verstellt ist, daß die Zuführung 36 zur Kammer 35 sich mit unter Betriebsdruck stehender Hydraulikflüssigkeit füllt.In the ready position of the further exemplary embodiment according to FIG. 9, the elastic sealing ring 14 is in the rest position. The illustration of FIG. 10 shows the function of the elastic sealing ring 14, which is activated in that the shut-off valve is adjusted in such a position 37 that the supply 36 fills the chamber 35 with fluid under operating pressure hydraulic fluid.

Mit aufbauendem Druck in der Kammer 35 wird die Kraft des Rückschlagventils 33 überwunden, d. h. die Raumöffnung 34 frei gegeben. Infolgedessen strömt die Hydraulikflüssigkeit weiter über den Kanal 32 hinein in die konische Ringnut 131, wodurch sich ein Druck auf die Rückseite des Dichtrings 14 aufbaut und eine Kraftwirkung in Richtung Kolbenstange 2 die Folge ist. Das Rückschlagventil 33 sichert die erwünschte Dichtposition des elastischen Dichtrings 14 auch dann, wenn der Betriebsdruck der Hydraulikflüssigkeit z. B. beim Zurückfahren des Kolbens abfällt.As the pressure in the chamber 35 builds up, the force of the check valve 33 is overcome, ie the space opening 34 is released. As a result, the hydraulic fluid continues to flow via the channel 32 into the conical annular groove 131 , as a result of which pressure builds up on the rear side of the sealing ring 14 and a force effect in the direction of the piston rod 2 is the result. The check valve 33 ensures the desired sealing position of the elastic sealing ring 14 even when the operating pressure of the hydraulic fluid z. B. drops when the piston moves back.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein externes Druckmittelzu führen nicht notwendig, wobei durch die Form der konischen Ringnut für ausreichende Kräfte bei gegebenen Druckverhält nissen gesorgt ist. In this embodiment, an external pressure medium is closed lead not necessary, being due to the shape of the conical Ring groove for sufficient forces at a given pressure ratio nissen is taken care of.

Eine Weiterbildung der Ausführungsform nach den Fig. 9 bis 11 zeigt die Fig. 12. Hier wird von einer zweigeteilten Buchse, nämlich einem Buchsenteil 38 für den Dichtring 6 sowie einem Buchsenteil 39 für den Dichtring 14 ausgegangen.A development of the embodiment according to FIGS. 9 to 11 is shown in FIG. 12. Here, a two-part bushing, namely a bushing part 38 for the sealing ring 6 and a bushing part 39 for the sealing ring 14, are assumed.

Das Buchsenteil 39, nämlich das innere Teil nimmt den Notlauf- Dichtring 14 auf und ist mit Hilfe eines Befestigungsrings 40 gesichert. Das äußere Buchsenteil 38 dient der Aufnahme eines Abstreifrings sowie mindestens eines elastischen Dichtrings 6, d. h. des oder der Primärdichtringe. Im Fall einer notwendigen Reparatur an den Primärdichtungen 6 kann das äußere Buchsen teil 38 entfernt werden, wobei vor der Montage der weitere elastische Dichtring 14 aktiviert ist. Auf diese Weise wird ein unerwünschtes Austreten einer größeren Menge von Hydrauliköl wirksam verhindert und es ist sogar ein Notbetrieb möglich: Mit anderen Worten sind die Buchsenteile und die dort befindlichen Dichtringe getrennt austauschbar und es wird die Leckagemenge von Hydraulikflüssigkeit im Reparaturfall der Primärdichtringe 6 erheblich reduziert. The socket part 39 , namely the inner part, receives the emergency running sealing ring 14 and is secured with the aid of a fastening ring 40 . The outer socket part 38 serves to receive a wiper ring and at least one elastic sealing ring 6 , ie the primary sealing ring or rings. In the event of a necessary repair to the primary seals 6 , the outer bushing part 38 can be removed, the further elastic sealing ring 14 being activated before assembly. In this way, an undesired escape of a large amount of hydraulic oil is effectively prevented and even an emergency operation is possible: in other words, the bushing parts and the sealing rings located there can be replaced separately and the amount of leakage of hydraulic fluid in the event of repair of the primary sealing rings 6 is considerably reduced.

Reference list

11

Kolben
piston

22

Kolbenstange
Piston rod

33rd

Arbeitszylinder
Working cylinder

44

Kolbenstangenführung
Piston rod guide

55

ringförmige Ausnehmungen in der Stangenführung
annular recesses in the rod guide

66

elastische Dichtringe
elastic sealing rings

77

Ölabstreifring
Oil control ring

88th

Führungsmittel bzw. Führungsbänder
Guide means or guide bands

99

Schraubverbindung
Screw connection

1010th

Flansch
flange

1111

Arbeitsraum
working space

1212th

konzentrischer Zylinderring/Tragteil
concentric cylinder ring / support part

1313

weitere Nut zur Aufnahme eines weiteren elastischen Dichtrings
another groove for receiving another elastic sealing ring

1414

weiterer elastischer Dichtring
another elastic sealing ring

1515

Oberfläche der Kolbenstange
Piston rod surface

1616

Schraubbolzen
Bolts

1717th

Gewindebohrung
Tapped hole

1818th

Anschlagfläche zum Gegenpressen
Stop surface for counter-pressing

1919th

umlaufende Ausnehmung in der Stangenführung für Zylinderring
circumferential recess in the rod guide for cylinder ring

2020th

Einsatzstück zur Aufnahme eines Kolbenstangenführungs bands
Insert for receiving a piston rod guide band

2121

verschließbare Zugangsbohrung
lockable access hole

2222

Stopfen
Plug

2323

Ringtragteil oberhalb der Stangenführung
Ring support part above the rod guide

2424th

Dichtelemente zwischen Arbeitszylinder und Stangen führung bzw. Zylinderring/Ringtragteil
Sealing elements between working cylinder and rod guide or cylinder ring / ring support part

2525th

Ringkanal in der Stangenführung
Ring channel in the rod guide

2626

Medienzuführkanal
Media feed channel

2727

Medienanschluß
Media connection

2828

Stahlfederring
Steel spring washer

2929

Ruheposition
Rest position

3030th

Pressengestell
Press frame

3131

Ölvorratsbehälter
Oil reservoir

131131

konische Ringnut
conical ring groove

3232

Kanal
channel

3333

Rückschlagventil
check valve

3434

Raumöffnung
Room opening

3535

Kammer
chamber

3636

Zuführung für Kammer
Feeder for chamber

3737

Absperrventil
Shut-off valve

3838

Buchsenteil für Dichtring Socket part for sealing ring

66

3939

Buchsenteil für Dichtring Socket part for sealing ring

1414

4040

Befestigungsring
Mounting ring

Claims

Sealing device for a piston acted upon by pressure medium in a working cylinder, a piston rod guide being arranged in or on the working cylinder, the rod guide having annular recesses and elastic sealing rings and guide means being located in the recesses,
characterized in that
in the rod guide ( 4 ) or a pressure or working space ( 11 ) adjoining the piston rod ( 2 ) concentrically surrounding cylinder ring ( 12 ) at least one further groove ( 13 ) for receiving a further elastic sealing ring ( 14 ) is formed and furthermore, means are provided to apply forces which are directed radially from the outside to the piston rod ( 2 ) on the additional elastic sealing ring ( 14 ), if necessary, so that the sealing ring ( 14 ) moves or deforms from a rest position ( 29 ) to the sealing position,
the further groove is designed as a conical annular groove ( 131 ),
wherein the width of the annular groove ( 131 ) at the end near the piston rod is smaller than the width at the end remote from the piston rod, the annular groove ( 131 ) communicates with a channel ( 32 ) which opens into a space containing a check valve ( 33 ) the check valve ( 33 ) closes a space opening ( 34 ) spring-loaded to the outside, the clearance opening ( 34 ) continues into a chamber ( 35 ) which can be filled with hydraulic fluid under operating pressure as pressure medium,
the feed ( 36 ) for filling the chamber ( 35 ) with hydraulic fluid can be closed via a shut-off valve ( 37 ) or the same means, the rod guide or the cylinder ring ( 12 ) as a radially divided bushing on the one hand for receiving the elastic sealing ring or rings ( 6 ) and on the other hand is designed to accommodate the further elastic emergency running ring ( 14 ).