DK164297B - Dobbeltskraberindretning - Google Patents

Description

DK 164297 B

Opfindelsen angår en dobbeltskraberindretning med en skrabering af sejelastisk kunststof indlagt i en not i en af to maskindele, der vinkelret på noten er bevægelige i forhold til hinanden og med en mellem skraberin- 5 gen og bunden af noten anbragt spændring af gummielastisk materiale, der belaster skraberingen radialt, hvor skraberingen ved den ene ende har et imod den anden maskindel fladt anliggende fladeafsnit, og ved den anden ende ligger an imod den anden maskindel med en kant, der 10 dannes af skæringslinien mellem to henholdsvis udad og i retning af det flade fladeafsnit stigende keglefla-déir, og ved sin mod bunden af noten vendende side har en overfor det flade fladeafsnit liggende udsparing, der optager spændringen.

15 Sådanne dobbeltskraberindretninger finder navn lig anvendelse ved hydrauliske stempel/cylinderenheder, ved hvilke skraberingen og spændringen er indbygget i stangføringen. Desuden er der på højtrykssiden indkoblet en eller flere tætningsringe foran dobbeltskraber- O Λ indretningen, så at skraberingen i hovedsagen kun har til opgave at afskrabe forureninger, der hæfter til stangens yderste del, og hindre deres indtrængen i det egentlige tætningsområde. Den yderstliggende skrabelæ-be, der dannes af skraberingens fladt anliggende flade- o c afsnit, må være tilstrækkelig kraftig til med sikkerhed at kunne løsne endog grove stykker snavs fra stangoverfladen, men må samtidig også være tilstrækkelig tæt til med sikkerhed at afskrabe vedhæftende olie og fedt.

Samtidig skal en sådan skrabering også hindre udtræng-ning af lækkende væske, der trænger gennem den foran-koblede tætning.

Fra DE-OS-31 25 688 kendes endvidere en stangtætning med en i en not indlagt tætningsring af poly-tetraflourethylen og med en gummielastisk spændring.

35 Tætningsringen danner en cylindrisk kappe, hvis længde

DK 164297 B

2 er mindre .end notens bredde, og hvis inderdiameter i afspændt tilstand er noget større end diameteren af den stang, som skal tætnes. Spændringen, der i afspændt tilstand ligeledes har et tilnærmelsesvis firkantet 5 tværsnit, udfylder derimod i det væsentlige noten og belaster derved tætningsringens højtrykskant. Herved får tætningsringen ganske vist et for tætning mod højtryksmediet gunstigt fladetryk, men samtidig afløftes tætningsringens lavtryksside fra stangen, så at den ik-10 ke har nogen afstrygervirkning. Derudover bliver denne tætning hurtigt mindre brugbar som følge af smudsdele, der- er ført ind under tætningsringen. Det er endvidere en ulempe ved denne tætning, at det ud over tætningsringen ragende afsnit af spændringen danner en umiddel-15 bart mod stangen anliggende tætningslæbe, der udsættes for stærkt varierende deformationer som følge af trykket i det medium, der tætnes mod, og af stangens skiftende aksialbevægelser, hvilket ikke er akseptabelt ved de høje belastninger, som en skraberindretning udsættes 20 for.

De kendte dobbeltskraberindretninger opfylder ikke i fornøden grad de nævnte formål.

Det er derfor opfindelsens formål at forbedre en dobbeltskraberindretning af den i indledningen nævnte 25 art således, at den danner en upåklagelig spærre både mod udtrængende lækvæske og mod indtrængende fremmedlegemer af forskellig art.

Denne opgave løses ifølge opfindelsen ved en kombination af følgende træk: 30 1. Bredden af noten er kun lidt større end bred den af skraberingen, og udsparingens dybde og bredde samt spændringens dimensioner er afstemt således efter hinanden, at a) skraberingen i det mindste ved normale 35 driftsbetingelser holdes i anlæg mod notens mod spændringen vendende side, og 3

DK 164297 B

b) at spændringens maximale tryk ligger over det flade fladeafsnits indre kant.

2. Den med bunden af noten koncentriske flade stiger op henimod enden af skraberingen således, at 5 rummet, der optager spændringen, forsnævres henimod skraberingens ende og den af spændringen frembragte kraft frembringer en langs det flade fladeafsnit fra dettes inderste ende i det mindste tilnærmelsesvis lineært faldende, men stadigvæk ved dennes ydre ende de-10 fineret trykkraft.

3. Den til den ydre kegleflade grænsende forside er-forsynet med radiale aflastningsnoter.

4. Skraberingens diameter afviger i afspændt tilstand ca. 1% fra den anden maskindels diameter, så- 15 ledes at de to dele overlapper hinanden.

Som beskrevet ovenfor har den af det flade fladeafsnit dannede tætningszone ved dobbeltskraberind-retninger dobbeltopgaven som en væsketætnig til højtryksiden og en tætning mod ydre indtrængende snavs.

20 Skrabevirkningen kræver et højt fladetryk ved den yderste kant af skraberingen. Ligeledes må der også ved den indre kant af det flade fladeafsnit forekomme et højt fladetryk for at sikre tætningsvirkningen imod udtrængende væske. Disse to krav, som det ikke uden videre 25 synes muligt at opfylde samtidig, opfyldes ved udformningen ifølge opfindelsen af dobbeltskraberindretningen ved den angivne dimensionering af skraberingen, spænd-ringen og noten. Hertil er især udformningen af udsparingens med notens bund koncentriske flade som en keg-30 leflade af betydning, idet den sikrer, at fladetrykket i det flade fladeafsnits område, hvilket tryk har et maximum ved dette fladeområdes indre kant, ikke falder udefineret hen mod yderkanten, men også ved yderkanten har en defineret værdi, der er tilstrækkelig for en 35 upåklagelig skrabevirkning. ved skraberingens anlæg imod notsiden på højtrykssiden bliver rummet mellem

DK 164297 B

4 skraberingen og bunden af noten imidlertid tætnet, og der består den risiko, at skraberingen med sin tætnende kant på højtryksiden løftes af den anden maskindel.

Denne risiko undgås ved, at de radiale aflastningsno-5 ter, der sikrer en trykudligning mellem for og bagsiden af skraberingen, er anbragt ve den til højtryksiden liggende ende. Således giver samvirket af de ejendommelige træk ved dobbeltskraberindretningen ifølge opfindelsen en betydelig forbedring med hensyn til 10 skrabe- og tætningsvirkning i forhold til sædvanlige dobbeltskraberindretninger af den indledningsvis nævnte art.

Med henblik på den ovenfor nævnte indstilling af et tilstrækkeligt, men ikke for stort anlægstryk ved 15 den ydre kant af det flade fladeafsnit, kan det endvidere være hensigtsmæssigt, hvis det flade fladeafsnit i skraberingens afspændte tilstand hælder i forhold til ringaksen med en vinkel, der kan andrage indtil ± 15°.

Spændring og skrabering i dobbeltskraberindret-20 ningen ifølge opfindelsen kan bestå af samme materiale som hidtil har været anvendt til sådanne indretninger.

For spændringens vedkommende kan der være tale om en sædvanlig O-ring af elastomert materiale, medens skraberingen kan bestå af særlige modificerede eller fyldte 25 PTFE-materialer. I en særlig foretrukken udførelsesform for opfindelsen består skraberingen imidlertid af polyurethan. Polyurethanmateriale forbinder en tilstrækkelig hårdhed og sejhed med høj elastisitet, der sikrer at skraberingen tilpasser sig optimalt efter uregelmæs-30 sigheder i den anden maskindels overflade.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under henvisning til de på tegningen viste udførelseseksempler.

På tegningen viser 35 fig. 1 et snit gennem en dobbeltskraberindret ning ifølge opfindelsen i stærkt forstørret målestok, fig. 2 en grafisk afbildning af forløbet af fladetrykket over den i fig. 1 viste dobbeltskraber-indretnings skraberings flade fladeafsnit, og 5

DK 164297 B

fig. 3 et snit gennem den i fig. 1 viste dob-beltskraberindretnings skrabering i afspændt tilstand.

Den i fig. 1 viste dobbeltskraberindretning tjener til afskrabning af udlækket væske i spalten 5 mellem to maskindele 1 og 2, der i drift bevæger sig aksialt i forhold til hinanden i pilen 3's retning. Typisk er der for maskindelen 2's vedkommende tale om stangen og for maskindelen l's vedkommende om cylinderen i en hydraulisk stempel-10 cylinderenhed.

I maskindelen 1 er der vinkelret på bevægelsesretningen 3 indstukket en cirkulær not 4, hvori der ligger en skrabering 5 og en spændring 6. Skraberingen 5 består af · sej elastisk polyure-15 than. Den har et tilnærmelsesvis Z-formet tværsnit med tværbjælker, der strækker sig parallelt med noten 4's sider. Den i forhold til noten 4 yderst liggende ende af den ene tværbjælke danner et mod den anden maskindel 2 fladt anliggende fladeaf- / 20 snit 7, til hvilket en udsparing 8 mod et trekantet tværsnit, og som begrænser Z-formens midterdel, slutter sig. Ved den anden ende er skraberingen 5 ved den mod maskindelen 2 vendende side forsynet med en skråkant, således at der foreligger to kegle-25 flader 9 og 10, der skærer hinanden langs en kant 11, med hvilken skraberingen i nærheden af sin anden ende ligger an imod maskindelen 2. Z-formens anden tværbjælke ligger med sin anden ende overfor notbunden 12 i afstand fra denne. Som følge af 30 skraberingen 5's Z-form opstår der en overfor tværbjælken med det flade fladeafsnit 7 liggende udsparing 13, der fyldes af O-ringen 6. Udsparingens med notbunden 12 koncentriske flade 14 stiger hen imod skraberingen 5's ende således, at 35 udsparingen 13 indsnævres-hen imod skraberingen 5's ende.

6

DK 164297 B

Som det ses i fig. 1 er dimensionerne af noten 4, skraberingen 5 med udsparingen 13 og O-ringen 6 valgt således, at O-ringen i tværsnit undergår en betydelig deformering og ikke blot ud-5 øver radiale spændkræfter 15 på skraberingen 5, men også en aksial spændkraft 16, ved hvilken skraberingen 5 presses fast imod noten 4's på højtryksiden liggende side 17. Ved denne endeflade på’høj tryksiden har skraberingen 5 radiale af-10 lastningsnoter 18, der imidlertid ikke er så dybe, ! afe de når til kanten 11.

Endvidere er det ved dimensioneringen af indretningen sikret, at det ved spændkraften 15 frembragte maximale anlægstryk ligger ved den indre, 15 altså den på højtryksiden liggende kant 19 af det flade fladeafsnit, sådan som det også fremgår af kurven i fig. 2 hvor skraberingen 5's aksiale udstrækning er angivet på abscissen og fladetrykket p, hvormed skraberingen 5 ligger an imod maskin-20 delen 2/ er angivet langs ordinaten. Kurven viser kun det kvalitative forløb af fladetrykket, men ikke dettes absolutte størrelse, der afhænger af dimensionerne af dobbeltskraberindretningen og driftsbetingelserne, ved hvilke en sådan dobbeltskraber-25 indretning finder anvendelse.

Den aksiale indspænding af skraberingen 5 i noten 4 er så stærk, at skraberingen ikke kan udføre nogen aksialbevægelse i noten 4 under indflydelse af de af maskindelen 2 udøvede medbrin-30 gekræfter. Derfor undergår spændringen 6 heller ikke under driftsbetingelserne nogen periodisk ændrende deformation, og udfører altså specielt ingen rullebevægelser, der følger nogen bevægelse af skraberingen 5. På denne måde er lækager som føl-35 ge af dobbeltskraberindretningens "pumpebevægelser" med sikkerhed udelukket.

7

DK 164297 B

Den af keglefladerne 9, 10 dannede kant 11 tjener til afskrabning af lækolie, der kan trænge i-gennem dén på dobbeltskraberindretningens højtrykside liggende pakning . Aflastningsnoten 5 18 sikrer trods skraberingen 5's faste anlæg imod notsiden 17 på højtryksiden en trykudligning til bagsiden til skraberingen, således at der ikke ved skraberingen 5's imod maskindelen 2 vendende side kan ske nogen trykopbygning, ved hvilken kanten 10 11 ville blive løftet op fra maskindelen 2. Kanten 1-1 danner derfor allerede en god tætning, hvorhos den flade stigning af keglefladen 9, der slutter sig til kanten 11 på lavtryksiden også har en vis tilbageføringsvirkning. Lækolie, der alligevel er 15 trængt ind i det trekantformede rum 8 af spærres endeligt ved det høje fladetryk ved fladeafsnit 7's kant 19. Det maximale anlægstryk ved kanten 19 sikrer, at ingen lækolie når ind under fladeafsnittet 7. Samtidig sikrer det høje fladetryk, der op-20 retholdes ved fladeafsnittet 7's yderkant 20, også en sikker afskrabning af til byggedelen 2 hæftende forureninger af enhver art, derunder smøremidler, idet disse forureninger ikke foreligger under tryk.

25 Det er fordelagtigt for dobbeltskraberindretnin gens virkning ifølge opfindelsen, hvis skraberingen 5 ligger an imod maskindelen 2 med en vis egenspænding. Derfor dimensioneres skraberingen 5 fortrinsvis således, som det fremgår af fig. 3. For det til-30 fælde, at maskindelen 2 er en stang, er skraberingen 51 s anlægsflades diameter ri en størrelse Ar mindre end diameteren af stangen, og det på en sådan måde, at Ar andrager ca. 1% af den nominelle diameter, altså sædvanligvis stangdiameteren.

35 Ligeledes er det til opnåelse af det i fig. 2 viste fladeanlægstryk en fordel, hvis fladeafsnittet 7

Claims (3)

1. Bredden af noten (4) er kun lidt større end bredden af skraberingen (5), og udsparingens (13) dybde og bredde samt spændringens (6) dimensioner er afstemt således efter hinanden, at a) skraberingen (5) i det mindste ved normale driftsbetingelser holdes i anlæg mod notens (4) mod ^ spændringen (6) vendende side (17), og b) spændringens (6) maximale tryk ligger over det flade fladeafsnits (7) indre kant (19). 9

2. Dobbeltskraberindretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det flade fladeafsnit (7) i skraberingens (5) afspændte tilstand hælder i forhold til ringaksen med en vinkel (a), der kan andrage ind- 20 ti:L ±15 ‘

2. Udsparingens (13) med bunden (12) af noten koncentriske flade (14) stiger op hen imod enden af skraberingen (5) således, at rummet, der optager spænd-r ingen (6), forsnævres hen imod skraber ingens (5) ende, 5 og den af spændringen (6) frembragte kraft frembringer en langs det flade fladeafsnit (7) fra dettes inderste ende i det mindste tilnærmelsesvis lineært faldende, men stadig væk ved den ydre ende defineret trykkraft.

3. Den til den ydre kegleflade (10) grænsende Ί0 endeflade er forsynet med radiale aflastningsnoter (18).

4. Skraberindretningens (5) diameter (ri) afviger i afspændt tilstand ca. 1% fra den anden maskindels diameter (r2), således at de to dele overlapper hinanden. 15

3. Dobbeltskraberindretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at skraberingen (5) består af polyurethan. 25 30 35