NL8105112A

NL8105112A - FOR PNEUMATIC OR HYDRAULICALLY DRIVEN WORK UNITS, B.V. WORKING CYLINDERS OR VALVES SEALING STRUCTURE FOR SEALING THE SEPARATION JOINTS BETWEEN IN AXIAL DIRECTION WITH REGARD TO MOVING PARTS.

Info

Publication number: NL8105112A
Application number: NL8105112A
Authority: NL
Original assignee: Stoll Kurt
Priority date: 1980-12-22
Filing date: 1981-11-11
Publication date: 1982-07-16
Also published as: FR2496820A1; DE3048397A1

Description

VO 2507VO 2507

Voor pneumatisch of hydraulisch gedreven arbeidseenhêden, b.v. arheidscilinders of ventielen bestemde afdichtconstructie voor het afdichten vein de scheidingsvoegen tussen in axiale richting ten opzichte van elkaar bewegende delen.For pneumatically or hydraulically driven work units, e.g. sealing cylinders or valves intended for sealing, for sealing the separating joints between axially moving parts.

De uitvinding betreft een voor pneumatisch of hydraulisch gedreven arbeidseenheden, bijvoorbeeld arheidscilinders of ventielen bestemde afdichtingsconstructie voor het afdichten van de scheidings-voeg tussen zich in axiale richting ten opzichte van elkaar bewegende 5 delen, bijvoorbeeld zuiger- en cilinderwand of ventielsluitorgaan en boring in het ventiellichaam, enz., welke uit een afdichtende ring git een materiaal met rubb’erelastische eigenschappen bestaat, welke in een opneemgroef, bij voorkeur van ongeveer vierkante of rechthoekige doorsnede in een van de beide ten opzichte van elkaar afdich-10 tende delen gezet kan worden. In het bijzonder is de hier in aanmerking komende af dichtende constructie voor die toepassingsgevallen geschikt, welke zeer smal uitgevoerde zuigerafdichtingen als gewenst doen schijnen.The invention relates to a sealing construction intended for pneumatically or hydraulically driven working units, for example arness cylinders or valves, for sealing the separating joint between parts moving in axial direction with respect to each other, for instance piston and cylinder wall or valve closing member and bore in the valve body , etc., which consists of a sealing ring of a material with rubber elastic properties, which can be inserted into a receiving groove, preferably of approximately square or rectangular cross section, in one of the two sealing parts. In particular, the sealing construction contemplated here is suitable for those applications which make very narrow piston seals appear desirable.

Bekende afdichtende constructies van het hier in aanmerking ko-15 mende type zijn de zogenaamde ringen in de vorm van een rond snoer en hier in het bijzonder hetals O-ring bekende ronde snoer met zeer beperkte fabrikagetoleranties. Deze afdichtingsringen hebben echter het nadeel, dat de o-ring of de ring uit rond-snoer in zijn groef al naar gelang de bedieningsrichting van de zuiger verschoven wordt zodat deze 20 gaat schuiven (z.g. "Walken"). Dit kan een zeer sterke slijtage van de zuiger tot gevolg hebben. Een verder nadeel van de bekende constructie van het hier boven bedoelde type bestaat daarin, dat de O-ring door de heersende luchtdruk gemakkelijk naar boven gelicht wordt en aldus bij gebruik bij zuigerafdichtingen in zuigerschuifkleppen 25 vroegtijdig slijt, wanneer boringen of sleuven in het huis gepasseerd moeten worden, omdat de ring dan zover uitsteekt, dat deze bij het passeren van de boringen of sleuven met de kanten van deze boringen of sleuven in een sterk wrijvingscontact komt.Known sealing constructions of the type contemplated here are the so-called rings in the form of a round cord and here in particular the round cord known as an O-ring with very limited manufacturing tolerances. These sealing rings have the drawback, however, that the o-ring or the ring from the round cord in its groove is shifted according to the operating direction of the piston so that it starts to slide (so-called "Walken"). This can result in very strong wear of the piston. A further drawback of the known construction of the type referred to above is that the O-ring is easily lifted upwards by the prevailing air pressure and thus wears prematurely when used in piston seals in piston slide valves when bores or slots pass through the housing. because the ring then protrudes to such an extent that it comes into strong frictional contact with the edges of these bores or slots when passing through the bores or slots.

Daarentegen heeft de uitvinding tot doel hierin te voorzien en 30 een constructie van het in de inleiding van conclusie 1 omschreven type te vinden, welke een betere geleidende functie door een grotere geleidingsbreedte als bij een O-ring bewerkstelligt, daarenboven ook een betere zijdelingse geleiding in de opneemgroef heeft om verdraaiing resp. verschuiving van de afdütring bij het wisselen van richting 8105112 ^-2-- van de zuiger te vermijden en tenslotte ook de mogelijkheid van een bétere verankering in de opneemgroef verschaft, om het tot een slijtage leidende naar omhoog kruipen van de afdichtende ring te vermijden.On the other hand, the object of the invention is to provide this and to find a construction of the type described in the preamble of claim 1, which achieves a better guiding function due to a larger guiding width than with an O-ring, in addition also a better lateral guiding in the receiving groove has to rotate resp. avoid displacement of the sealing ring when changing the direction of the piston and finally also provides the possibility of better anchoring in the receiving groove, in order to avoid the wear ring creeping upwards.

5 Voor dat doel is volgens de uitvinding er bij de nieuwe constructie voor gezorgd, dat de afdichtingsring in doorsnede de vorm van een C- of I-vormig voortbrengsel heeft, dat in het middenbereik een insnoering van aanzienlijke afmeting en aan zijn naar het tegen het gedeelte toege-. keerde zijde een zich over het grootste gedeelte van de lengte van de 10 opneemgroef uitstrekkend buitengeleidingsvlak bezit, dat doelmatig enigszins naar buiten toe gewelfd is. Hierbij kan bijvoorbeeld de afdichtende ring aan zijn beide tegenoverliggende zijden een naar het midden of dwarssymmetrievlak gerichte insnoering hebben, waarvan de diepte bij voorkeur 15 - 35 % van de rïngbreedte kan bedragen, de 15 constructie kan echter zodanig'zijn uitgevoerd, dat de afdichtende ring slechts aan een van zijn zijden een naar het middenvlak toe. gerichte insnoering bezit , waarvan de diepte 25 - 60 % van. de ringbreedte kan bedragen. Het geleidende buitenvlak van de afdichtring is doelmatig over een. afstand naar buiten toe gewelfd, welke ongeveer met 5-10-12% van 20 de diepte van de opneemgroef overeenstemt, de lengte kan bijvoorbeeld met ongeveer 80 - 90 - 95% van de lengte van de opneemgroef overeenstemmen. Bijzonder voordelig is het, wanneer, de afdichtende ring aan de van het buitenste geleidingsvlak afgekeerde zijde een in de richting van buiten naar binnen gezien op de insnoering volgende en daartegenover een ver-25 breding van de ringdoorsnede vormende verankeringsvoet heeft, welke aan de bodem van de groef is aangepast.For this purpose, according to the invention, the new construction ensures that the sealing ring has in cross-section the shape of a C- or I-shaped product, which in the middle region has a constriction of considerable size and which is flush with it. part added. the reverse side has an outer guide surface extending over most of the length of the receiving groove, which is advantageously slightly curved outwards. Here, for example, the sealing ring can have a constriction directed towards its center or transverse symmetry plane on both its opposite sides, the depth of which can preferably amount to 15 - 35% of the ring width, but the construction can be designed such that the sealing ring only one of its sides towards the central plane. directional constriction, the depth of which is 25 - 60% of. the ring width can be. The conductive outer surface of the sealing ring is effective over one. distance curved outward, which corresponds approximately to 5-10-12% of the depth of the receiving groove, for example the length may correspond to about 80-90-95% of the length of the receiving groove. It is particularly advantageous if the sealing ring on the side remote from the outer guiding surface follows a constriction seen from the outside towards the inside and on the other side has an anchoring foot forming an extension of the ring cross-section, which the groove has been adjusted.

Bij het gebruik van de nieuwe vorm van de afdichtingsring wordt zoals reeds bij de probleemstelling opgemerkt, een betere geleidende functie verkregen als gevolg van een grotere breedte, en betere 30 zijdelingse geleiding in de opneemgroef en de mogelijkheid van een bepaalde vering van de ring naar binnen toe, welke zich in de ring kan opbouwen, bijvoorbeeld wanneer een nauwere cilinderbuis wordt gebruikt, en er is ook een betere aanpassing aan bepaalde afwijkingen in de binnendiameter van de cilinder mogelijk en tenslotte een betere 35 verankering in de opneemgroef van de zuiger. De kosten van de nieuwe afdichtring zijn praktisch dezelfde als die van de conventionele 8105112 -3- O- resp. vierkante ring, omdat de grotere kosten aan meermetaal even groot zijn als tot nog toe en de geometrische vorm door een eenmalige uitgave aan gereedschap zonder grotere meerkosten verwezenlijkt kan worden. De levensduur wordt door een betere geleidende functie en door de 5 geoptimaliseerde betere vasthoudfunctie van de speciaal gevormde af-dichtring meervoudig verhoogd, hetgeen in het bijzonder bij de zuiger-schuif ventielen vereist wordt. De bredere geleiding bewerkstelligt, dat de ring niet bij het passeren van sleuven of boringen in het huis van zuigerschuifventielen in deze sleuf kan dringen 'en aldus sterker zou 10 kunnen slijten.When using the new shape of the sealing ring, as already stated in the problem, a better conductive function is obtained due to a larger width, and better lateral guidance in the receiving groove and the possibility of a certain springing of the ring inwards which can build up in the ring, for example when a narrower cylinder tube is used, and there is also a better adaptation to certain deviations in the inner diameter of the cylinder and finally a better anchoring in the receiving groove of the piston. The cost of the new sealing ring is practically the same as that of the conventional 8105112 -3- O- resp. square ring, because the greater cost of multi-metal is the same as hitherto and the geometrical shape can be realized by a one-off expense of tools without any additional cost. The service life is increased several times by a better conducting function and by the optimized better holding function of the specially formed sealing ring, which is required in particular with the piston slide valves. The wider guiding ensures that the ring cannot penetrate into this slot when passing through slots or bores in the housing of piston slide valves and thus could wear more strongly.

In de tekening zijn uitvoeringsvoorbeelden van het onderwerp van de uitvinding weergegeven. Daarin toont: fig. 1 een afdichtin^gsconstructie volgens de uitvinding in dwarsdoorsnede, schematisch getekend, IS fig. 2 een detail van de constructie volgens fig. 1 teneinde de naar buiten gerichte welving van de nieuwe afdcttring te tonen,een en ander op grotere schaal als weergegeven in fig. 1; fig. 3 een afdichtingsring volgens fig. 1 op grotere schaal,alsmede fig. 4 en 5 twee varianten van de constructie volgens fig. 1 20 op overeenkomstige wijze weergegeven.The drawing shows embodiments of the subject of the invention. In the drawing: Fig. 1 shows a sealing construction according to the invention in cross-section, schematically drawn, Fig. 2 shows a detail of the construction according to Fig. 1 in order to show the outwardly curving of the new sealing ring, this on a larger scale scale as shown in fig. 1; Fig. 3 shows a sealing ring according to Fig. 1 on a larger scale, as well as Figs. 4 and 5 show two variants of the construction according to Fig. 1 in a corresponding manner.

De in fig. 1 getoonde afdichtingsconstructie volgens de uitvinding dient voor het afdichten van de scheidingsvoeg 1 tussen de zuiger 2 en de cilinderwand 3, waartussen in axiale richting een relatieve beweging plaatsvindt. De constructie volgens de uitvinding zou ook voor andere 25 pneumatisch of hydraulisch gedreven arbeidseenheden, bijvoorbeeld voor ventielen, hier bijvoorbeeld voor het af dichten van de scheidingsvoeg tussen het sluitlichaam van het ventiel er. de boring in het ventiel-lichaam, enz. gebruikt kunnen worden. Deze afdichtingsconstructie heeft • een afdichtingsring 4, welke in een opneemgroef 5 is .ondergebracht, 30 welke bij voorkeur een nagenoeg vierkante of rechthoekige doorsnede heeft, welke groef aan de buitenzijde van de zuiger is aangebracht. Volgens de uitvinding is er voor gezorgd, dat de afdichtingsring bij de variant volgens fig. 1 in doorsnede de vorm van een nagenoeg I-vormig voortbrengsel heeft, dat in zijn middenbereik twee insnoeringen 6,7 heeft, 35 welke een betrekkelijk grote afmeting hebben, welke constructie zodanig is uitgevoerd, dat de afdichtingsring aan zijn naar het tegengedeelte 3 toe-gekeerde zijde een zich over het grootste gedeelte van de lengte 8105112 _ Λ . V ·. - . . · ' ; ’ : . ;.Γ - -4- . ' van de opneemgroef uitstrekkend geleidingsbuitenvlak 8 heeft, dat doelmatig enigszins naar buiten toe gewelfd is, zodat bijvoorbeeld bij het passeren van de sleuf 9 de ring niet wordt opgeiicht en in de sleuf kan treden* De insnoeringen 6,7 aan de beide tegenover elkaar 5 gelegen zijden van de ring'zijn naar het dwarssymmetrievlak van de ring toe gericht en hebben, zoals uit fig. 3 van de .tekening blijkt, een diepte van IS - 35% (b^> van de ringbreedte b. De breedte van de tegenover de.insnoeringen of de insnoering overblijvende rug 10 (fig.3) . . . i .bedraagt ongeveer 30-70 % van de ringbreedte. In het bijzonder uit fig- 2 \ 10 blijkt, dat het geleidende buitenvlak 8 van de afdichtingsring over een afstand "a" naar buiten toe gewelfd is, welke ongeveer 5 - 10 - 12% •van de diepte "fc" van de opneemgroef bedraagt.The sealing construction according to the invention shown in fig. 1 serves to seal the separating joint 1 between the piston 2 and the cylinder wall 3, between which a relative movement takes place in axial direction. The construction according to the invention would also be suitable for other pneumatically or hydraulically driven work units, for example for valves, here for example for sealing the separating joint between the closing body of the valve. the bore in the valve body, etc. can be used. This sealing construction has a sealing ring 4, which is accommodated in a receiving groove 5, which preferably has a substantially square or rectangular cross-section, which groove is provided on the outside of the piston. According to the invention it is ensured that the sealing ring in the variant according to Fig. 1 has in cross-section the shape of a substantially I-shaped product, which in its middle region has two constrictions 6,7, which have a relatively large size, the construction of which is such that the sealing ring on its side facing the counterpart 3 extends over the major part of the length 8105112 Λ. V ·. -. . · '; :. ; .Γ - -4-. has an outer guiding surface 8 extending from the receiving groove, which is expediently slightly curved outwards, so that, for example, the ring is not lifted when passing through the slot 9 and can enter into the slot. the sides of the ring face the transverse symmetry plane of the ring and, as shown in FIG. 3 of the drawing, have a depth of IS - 35% (b> of the ring width b. The width of the opposite the constrictions or the constriction remaining back 10 (fig. 3) ... amounts to about 30-70% of the ring width, in particular from fig. 2 \ 10 it appears that the conductive outer surface 8 of the sealing ring has a distance "a" is curved outward, which is approximately 5 - 10 - 12% of the depth "fc" of the receiving groove.

De lengte "l'! van het geleidende buitenvlak van de afdichtring stemt overeen met ongeveer 80 - 90 - 95% van de lengte "L" van de 15 opneemgroef.The length "1" of the conductive outer surface of the sealing ring corresponds to about 80 - 90 - 95% of the length "L" of the receiving groove.

Aan de van het buitenvlak 8 afgekeerde zijde heeft de afdichtring een verankeringsvoet 11, welke in een richting van buiten naar binnen gezien, volgens pijl 12 op de insnoering 6 resp. 7 volgt, en daartegenover een verbreding van de ringdoorsnede betekent, zoals uit fig. 1 blijkt..On the side facing away from the outer surface 8, the sealing ring has an anchoring foot 11, which, viewed in a direction from the outside to the inside, according to arrow 12 on the constriction 6, respectively. 7, and on the other hand means widening the ring cross section, as can be seen from FIG.

20 Deze verankeringsvoet is aan de bodem van de groef aangepast en heeft ten opzichte van de overeenkomstige delen van de O-ring het voordeel, dat deze aan de afdichtring in zijn opneemgroef een veel betere en zekere vasthoudmogelijkheid geeft, De breedte Mc" van de verankeringsvoet stemt overeen met ongeveer 80 - 90 - 95% van de lengte of 25 breedte "L" van de bodem van de groef.This anchoring foot is adapted to the bottom of the groove and has the advantage over the corresponding parts of the O-ring that it gives the sealing ring in its receiving groove a much better and secure holding possibility. The width Mc "of the anchoring foot corresponds to approximately 80 - 90 - 95% of the length or width "L" of the bottom of the groove.

Bij de variant volgens fig. 5 heeft de afdichtring 13 slechts aan één van zijn zijden' een naar het middenvlak toe gerichte insnoering 14, waarvan de diepte "t" ongeveer 25 - 60% van de ringbreedte "T" kan bedragen. In dit geval is de breedte van de resterende brug dienover-30 eenkomstig 40 - 75 % van de ringbreedte.In the variant according to Fig. 5, the sealing ring 13 only has a constriction 14 directed towards the central plane on one of its sides, the depth "t" of which may amount to about 25-60% of the ring width "T". In this case, the width of the remaining bridge is accordingly 40-75% of the ring width.

In alle hierboven besproken gevallen kan men de opstelling zodanig verwezenlijken,, dat de breedte van de afdichtring nagenoeg met de diepte van de ring overeenstemt, zodanig, dat de ringdoorsnede ongeveer in een vierkant kan worden geschreven, zodat men ook andere variatie-35 mogelijkheden ter beschikking heeft.In all the cases discussed above, the arrangement can be realized in such a way that the width of the sealing ring corresponds almost to the depth of the ring, such that the ring cross-section can be written approximately in a square, so that other variations are also possible. available.

Fig. 4 toont tenslotte een andere variant, waarbij de afdichtring 15 de vorm heeft van een gestyleerde "I" of op de wijze van de uit de 8105112 " \ : . -5- .-.Fig. 4 finally shows another variant, in which the sealing ring 15 is in the form of a stylized "I" or in the manner of the 8105112.

' ‘ .vastheidsleer bekende, zogenaamde dubbele T-balk is uitgevoerd."". Theory of stability known, so-called double T-bar has been carried out.

Ook hier zijn twee zijdelingse insnoeringen 16,17 aanwezig, welke naar het zijn symmetrievlak* gericht en bij het middenbereik van de afdichtring behoren, het oppervlak 18 aan de buitenzijde, dat met het tegengedeelte sa-. 5 menwerkt,is20 lang mogelijk, zodat een goede geleiding ontstaat, terwijl de insnoeringen de mogelijkheid geven,dat de ring goed kan veren en zich kan aanpsssen aan de cilinderbinnendiameter met verschillende • . grootte, bijvoorbeeld wanneer de fabrikagenauwkeurigheid te wensen laat, ; terwijl ook hier een verankeringsvoet 19 van betrekkelijk grote lengte 10 aanwezig is, met behulp waarvan de ring met een zekere vasthoudkracht ; in de opneemgroef wordt opgenomen.Here, too, there are two lateral constrictions 16, 17, which are oriented towards the plane of symmetry * and which belong to the middle region of the sealing ring, the surface 18 on the outside, which coincides with the counterpart. 5 works, 20 is possible for good conductivity, while the constrictions allow the ring to spring well and adapt to the cylinder inner diameter with different • diameters. size, for example when manufacturing accuracy is not satisfactory, while here also an anchoring foot 19 of relatively great length 10 is provided, by means of which the ring with a certain holding force; is received in the receiving groove.

Bij alle hierboven getekende uitvoeringsvormen zijn de hoeken van de ringdoorsnede afgerond, in het bijzonder die hoeken aan het naar het tegengedeelte toegekeerde zijde, dus bijvoorbeeld de hoeken 15 20,21 bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 4, de hoeken 22, 23 bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 3, de hoeken 24,25 bij de uitvoeringsvorm volgens fig. S. Deze afronding van de hoeken in het bijzonder aan de naar het tegengedeelte toegekeerde zijde heeft het voordeel, dat nu van minder wrijving sprake is, in het bijzonder tijdens het 20 aanlopen, terwijl kanten van boringen of sleuven gemakkelijker, d.w.z m zonder wrijving gepasseerd kunnen worden.In all embodiments drawn above, the corners of the ring cross-section are rounded, in particular those corners on the side facing the counterpart, so for example the corners 15, 20, 21 in the embodiment according to Fig. 4, the corners 22, 23 in the embodiment. 3, the corners 24, 25 in the embodiment according to Fig. S. This rounding of the corners, in particular on the side facing the counterpart, has the advantage that there is now less friction, in particular during the 20, while edges of bores or slots can be passed more easily, ie m without friction.

ii

De ring volgens de uitvinding bestaat uit een materiaal met rubber elastische eigenschappen, waarbij men doelmatig kunststomateriaal met die rubberelastische eigenschappen toepast, waarbij op de , 25 eerste plaats polyurethaan of het onder de handelsnaam "Perbunaan" bekende acrylnitrilbutadieen-rubber (NBR) in aanmerking komt.The ring according to the invention consists of a material with rubber elastic properties, in which an advantageous plastics material with those rubber-elastic properties is applied, whereby in the first place polyurethane or the acrylic nitrile butadiene rubber (NBR) known under the trade name "Perbunane" is eligible. .

a 8105112a 8105112

Claims

Sealing ring construction according to claim 1, characterized in that the sealing ring has a constriction directed towards the central plane on one side only, the depth of which may amount to 25-60% of the ring width. Sealing construction according to claims 1-3, characterized in that the conductive outer surface of the sealing ring is curved outwards over a distance, which corresponds approximately to 5 - 10 - 12% of the depth of the receiving groove.

5. Sealing construction. according to claims 1-4, characterized in that. the width of the opposite of the constriction or. the constrictions remaining on the back are 30 - 70% of the ring width.

Sealing construction according to claims 1 to 5, characterized in that the length of the external guiding surface of the sealing ring corresponds approximately to 80 - 90 - 95% of the length of the receiving groove. ΠΠΊΓδΤϊΥ -....... .......................... Λ - * '-7-

Sealing construction according to claims 1-6, characterized in that the sealing ring on the side facing away from the external guiding surface follows the constriction in the direction from the outside inwards and widens the annular cross-section relative thereto. forming anchoring foot adapted to the bottom of the groove.

Sealing construction according to claim 7, characterized in that the width of the anchoring foot is approximately 80 - 90 - 95% of the width of the bottom of the groove.

Sealing construction according to claims 1-8, characterized in that the width of the sealing ring corresponds approximately to the depth of the ring, such that the annular cross-section can be written approximately in a square.

10. Sealing construction according to claims 1-9, characterized in that the corners of the annular cross-section are rounded, in particular the corners on the side facing the counterpart.

Sealing construction according to claims 1-10, characterized in that it consists of a plastic material with rubber-elastic properties, for example of polyurethane or acrylic-nitri-butadiene rubber (NBR). 8105112