DE69916163T2

DE69916163T2 - Kolbendichtung

Info

Publication number: DE69916163T2
Application number: DE69916163T
Authority: DE
Inventors: Kenneth Johansson; Mikael Tull
Original assignee: Rexroth Mecman AB
Current assignee: Rexroth Mecman AB
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1999-04-21
Publication date: 2005-05-19
Anticipated expiration: 2019-04-22
Also published as: SE512033C2; SE9801651D0; SE9801651L; EP0957269A2; EP0957269A3; EP0957269B1; DE69916163D1; JP2000027810A

Description

Die Erfindung betrifft einen kolbenstangenlosen Schlitzzylinder entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
In kolbenstangenlosen Zylindern mit einem inneren Dichtungsband aus einem deformierbaren Material wie etwa einem Elastomer oder dergleichen, resultiert die radial nach außen gerichtete Deformation des Bandes aus der Druckbeaufschlagung des Zylinders. Um diese Deformation zu minimieren wird vorgeschlagen, das Band mit verstärkenden Metallstreifen zu versehen oder die axiale Außenseite des Bandes mit einer Schulter zu versehen die so angeordnet ist, dass sie sich gegen den angrenzenden Schlitz abstützt.
Es ist erwiesen, dass eine bestimmte Deformation vorteilhaft ist, wenn das Band durch einen inneren Überdruck innerhalb des Zylinders beeinflusst ist, weil es einen besseren Kontakt zwischen den Dichtstreifen des Dichtungsbandes und der entsprechenden Oberfläche des Zylinders ermöglicht. Dadurch wird eine bestimmte Deformation, ebenso die des zentralen Teiles des Bandes, mehr oder weniger absichtlich erreicht, wodurch sich eine „Außenbiegung" des Dichtungsbandes in den Schlitz ergibt. Aus dieser Biegung ergibt sich etwas, was verglichen werden kann mit oberflächlichen Dichtnuten in der inneren Seite des Bandes, was bewirkt, dass eine bestimme Leckage zwischen der Dichtlippe der Kolbendichtung und dem Dichtungsband in diesem Bereich entsteht, insbesondere wenn die Biegung relativ markant ist.
Es wird daher vorgeschlagen, die Steifigkeit der Kolbendichtung im Bereich der Dichtstreifen des Dichtungsbandes dadurch zu erhöhen, indem eine Unterstützung der Kolbendichtung im Bereich der Außenkanten des Dichtungsbandes, unterstützt durch Vorsprünge, welche sich zwischen der Halterung und der Dichtlippe der Dichtung befinden, vorgenommen wird. Diese Bemühungen haben jedoch noch zu keiner Verbesserung hinsichtlich der Dichtung durch das Zusammenwirken zwischen der Dichtlippe der Dichtung und der Innenseite einer durch die Druckbeaufschlagung des Zylinders deformierten Dichtung geführt.
Es ist das Ziel dieser Erfindung, eine Lösung für das oben beschriebene Problem zu finden, bei der eine sichere Dichtung zwischen der Kolbendichtung und der Innenseite des Zylinders möglich ist, auch im Falle einer plastischen Verformung des inneren Dichtungsbandes.
Dieses Ziel wird erreicht durch einen kolbenstangenlosen Schlitzzylinder, wie obenstehend durch die kennzeichnende Eigenschaft aus Anspruch 1.
Durch eine Dichtlippe der Kolbendichtung mit einem nach außen gerichteten Vorsprung ist ein sicherer Dichtkontakt mit der Innenseite des verformten Dichtungsbandes sichergestellt. Darüber hinaus werden weitere Vorteile aus der Erfindung erreicht, mitunter dass ein inneres Dichtungsband konstruiert und dimensioniert wird, bei dem eine optimale Dichtung erreicht wird zwischen den Dichtstreifen des Dichtungsbandes und den entsprechenden Bereichen der Innenseite der Zylinderwand, ohne berücksichtigen zu müssen, dass die Verformung des Dichtungsbandes begrenzt werden muss, wenn der Zylinder druckbeaufschlagt ist. Das Dichtungsband kann stattdessen dafür geformt und das Material dafür ausgesucht sein, was eine relativ starke nach innen gerichtete Biegung oder Mulde hervorruft, obwohl trotzdem durch die Erfindung eine sehr gute Kolbendichtung sichergestellt ist.
Weitere Vorteile werden durch die Erfindung und durch die Merkmale in den anderen Ansprüchen erreicht, was durch die Beschreibung der folgenden Darstellung verdeutlicht wird, beschrieben vor dem Hintergrund der angehängten Zeichnung, hierin:
1a zeigt diagrammatisch einen Teil eines kolbenstangenlosen Zylinders im Querschnitt mit einem Dichtungsband einmal im spannungsfreien und einmal im druckbeaufschlagten Zustand,
1b zeigt im verkleinerten Maßstab den Querschnitt durch ein Zylinderrohr unter Anwendung der Erfindung,
2a zeigt in einer Draufsicht die Kolbendichtung entsprechend der Erfindung,
2b zeigt die Kolbendichtung aus 2a in einem vertikalen, mittigen Querschnitt,
3 zeigt die Kolbendichtung aus den 2a und 2b in einer perspektivischen Ansicht.
Der in 1 gezeigte kolbenstangenlose Schlitzzylinder schließt einen Teil des Zylinderrohres 1 mit einem Schlitz 2 in der Innenseite, in der ein inneres Dichtungsband eingefügt ist, mit ein. Das Dichtungsband ist so angeordnet, dass es bei einer Druckbeaufschlagung an die Angrenzung 4 im Schlitz stößt, und ist darüber hinaus mit Dichtlippen oder mit Dichtstreifen 5 ausgestattet, um eine geeignete Dichtwirkung zwischen dem druckbeaufschlagten Zylinderteil und der Außenseite zu erzielen. Fachleuten sind diese Details bekannt und werden hier nicht näher beschrieben. Für ein genaueres Verständnis dieses Teils sei auf die Inhaber vieler anderer Patentdokumente innerhalb dieses Gebietes verwiesen. Ansicht A zeigt eine Gerade, welche die Fortsetzung des geraden Anteils eines rechteckigen Querschliffes des Schlitzzylinders ist (siehe Detail in 1a), und veranschaulicht die Dehnung des Bandes im spannungsfreien Zustand. Diese lineare Dehnung im spannungsfreien Zustand ist gewollt, da eine gebildete Form mit z. B. einem Vorsprung des Bandes sich nach innen in den Zylinderraum erstrecken würde, welche eine unerwünschte Beeinflussung des Zylinderraumes bedeuten würde. Ansicht B zeigt die Innenseite des Dichtbandes im druckbeaufschlagten Zustand, wobei dem Band während der elastischen Verformung ermöglicht wird, sich in den Schlitz zu drücken, um eine gute Dichtwirkung zwischen dem Dichtband 5 und der Innenseite der Zylinderröhre sicherzustellen, was sich in der Entstehung von oberflächlichen Dichtnuten in diesem Bereich äußert.
1b zeigt einen Profilschnitt eines Zylinderrohres mit einem rechteckigen Querschnitt, worin die Erfindung teilweise hilfreich ist.
Ansicht 2a verdeutlicht die Kontur der Kolbendichtung 6 entsprechend der Erfindung, wobei die Kolbendichtung eine innere Halterung zur Fixierung auf dem Kolben und eine Dichtlippe umfasst. Die rechteckige Dichtung umfasst zwei gerade Teile, wovon eine, bei 9, einen Vorsprung aufweist, welcher entsprechend der oben erwähnten nach außen gerichteten Biegung des inneren Dichtungsbandes des kolbenstangenlosen Zylinders angeordnet ist. Die Innenseite von 9' des Vorsprunges 9 hat hier eine lineare Dehnung was bedeutet, dass die Dichtlippe zentral an der Stelle des Vorsprungs 9 eine größere Dicke aufweist als auf dem übrigen Umfang.
Position 10 zeigt Versteifungselemente, welche wie bereits oben erwähnt im Bereich der Außenkante des Dichtungsbandes eine Kontaktkraft sicherstellen.
Der vertikale Querschnitt der Kolbendichtung zeigt 2b, seine sonstige Konstruktion wird in der perspektivischen Ansicht in 3 gezeigt, worin Position 11 einen Führungsstift für eine vereinfachte Montage der Dichtung auf dem Kolben zeigt. Auf der Kontaktseite der Dichtlippe sind eine Mehrzahl von Dichtnuten 12, hier drei Stück, angebracht, um den Dichteffekt zu erhöhen.
Die Erfindung kann im Rahmen der angefügten Ansprüche geändert werden. Die gegenseitige Verbindung zwischen der Halterung und der Dichtlippe der Kolbendichtung können unterschiedlich sein, ebenso wie die Konstruktion des Vorsprungs 9 und die Festlegung bzw. der Mangel der Versteifungselemente 10. Es ist aber wichtig, dass der Vorsprung die Flexibilität aufweist, um die Position erreichen zu können, wie sie in den Figuren dargestellt ist und ebenso die Position entsprechend des entspannten Dichtbandes erreichen kann. Die Kolbendichtung ist vorzugsweise aus einem per se bekannten Material wie Polyurethan herzustellen.

Claims

Kolbenstangenloser Schlitzzylinder mit einem rechteckförmigen Querschnitt und einem mit einer Kolbendichtung (6) ausgestatteten Kolben, wobei ein inneres Dichtungsband (3) an der Innenseite des Schlitzes vorgesehen ist, und wobei die Dichtung (6) eine langlochförmige, an den Querschnitt des Zylinders angepasste Gestalt aufweist und einen inneren Halteabschnitt (7) sowie eine diesen umgebende Dichtlippe aufweist, die sich hiervon zum Zusammenwirken mit der Innenseite des Zylinders (8) erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtungslippe (8) einen nach radial außen gerichteten Vorsprung (9) im Bereich des inneren Dichtungsbands (3) aufweist, um einen dichtenden Kontakt der Dichtlippe (8) an der Innenseite des Dichtbandes (3) sicherzustellen, wenn Letzteres bei Beaufschlagung des Zylinders deformiert und in den Schlitz gepresst ist.
Kolbenstangenloser Schlitzzylinder gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (9) in einem ansonsten linearen Bereich der Dichtlippe (8) angeordnet ist.
Kolbenstangenloser Schlitzzylinder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (8) mittels eines Versteifungselements (10) im Außenbereich des Vorsprungs (9) in Umfangsrichtung gesehen gestützt ist.
Kolbenstangenloser Schlitzzylinder nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtlippe (8) zumindest eine diese umgebende Dichtnut (12) an der Kontaktseite aufweist, die zum Zusammenwirken mit der Innenseite des Zylinders vorgesehen ist.
Kolbenstangenloser Schlitzzylinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung (9) eine gewölbte, vorzugsweise teils runde Kontur aufweist.
Kolbenstangenloser Schlitzzylinder nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mit zwei Kolbendichtungen (6) ausgestattet ist.