DE2216271A1

DE2216271A1 - Device with a liquid assisted rolling diaphragm seal

Info

Publication number: DE2216271A1
Application number: DE19722216271
Authority: DE
Inventors: Herman Henricus Maria van der; Giessel Robby van; Neelen Gregorius Theodorus Maria; Eindhoven Aa (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1971-04-21
Filing date: 1972-04-05
Publication date: 1972-11-02
Also published as: IT953661B; JPS533022B1; NL7105348A; FR2136559A5; SE386496B; GB1387210A; CA970405A

Description

PHN.PHN.

d;_:.i.--:j./-j. T-rrrsRMANN boss/wgd; _: .i .--: j./-j. T-rrrsRMANN boss / wg

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Anme'Jcr: N. V. Philips'GloeÜampenfabrieken ; ■ .-.-.-..-.-. Zh
Anme'Jcr: NV Philips'GloeÜampenfabrieken

Akte No. PHN- 5542
Anmeldung vorn: 4. April 1972File No. PHN-5542
Registration in front: April 4, 1972

"Vorrichtung mit einer von Flüssigkeit unterstützten Rollmembranabdichtung"."Device with a liquid assisted rolling diaphragm seal".

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die eine von Flüssigkeit unterstützte. Rollmembranabdichtung zwischen zwei koaxial angeordneten, in bezug aufeinander hin- und herbewegbaren Elementen enthält, wobei eines dieser Elemente eine ringförmige Metallbuchse trägt, die mit ihrer von diesem Element abgekehrten zylindrischen Oberfläche am anderen Element anliegt, und wobei auf die andere Oberfläche der Buchse, in einer Zone, die an der der Rollmembran zugekehrten Seite der Buchse liegt, Andruckmittel angreifen, die in der Richtung des anderen Elements Kräfte auf die Buchse ausüben.The invention relates to a device which is supported by a liquid. Rolling membrane seal between two coaxially arranged, with respect to each other reciprocable elements, one of which of these elements carries a ring-shaped metal sleeve, the cylindrical with its facing away from this element Surface on the other element, and being on the other surface of the socket, in a zone that on the side of the socket facing the rolling diaphragm, attack pressure means that point in the direction of the other Elements exert forces on the bushing.

Eine Vorrichtung der Art, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, ist aus der U.S.PatentschriftA device of the kind on which the present Invention is disclosed in U.S. patent specification

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3.^21.379 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist die Rollmembran zwischen einem Kolben und dem damit zusammenwirkenden Zylinder vorhanden. Die Rollmembran trennt dabei einen Arbeitsraum von einem mit der Unterstützungsflüssigkeit gefüllten Raum. Diesem Raum wird mit Hilfe eines sogenannten Pumpsprings Flüssigkeit zugeführt, wobei eine Regelanordnung dafür sorgt, dass stets soviel Flüssigkeit aus dem Raum abgeführt wird, dass ein nahezu konstanter Druckunterschied an der Rollmembran aufrechterhalten wird.3. ^ 21,379 known. In this known device is the rolling diaphragm is present between a piston and the cylinder interacting therewith. The rolling diaphragm separates thereby a working space from a space filled with the support fluid. This space is being used with a so-called pump spring is supplied with liquid, a control arrangement ensuring that there is always that much liquid is discharged from the room so that an almost constant pressure difference is maintained on the rolling diaphragm.

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Der in der U.S.Patentschrift 3.ki9.8k6 ausführlicherThe one in US patent 3.ki9.8k6 in more detail

beschriebene Pumpring wird dabei durch eine Metallbüchse gebildet, die mit ihrer zylindrischen Innenseite an der Kolbenstange anliegt, und die ferner derart in eine ringförmige Ausnehmung in dem umgebenden Gehäuse aufgenommen ist, dass sich die Buchse in axialer Richtung nicht bewegen kann. Ferner wirken an derjenigen Seite der Buchse, zu der Flüssigkeit gepumpy wird. Andruckmittel auf die Aussenoberflache ein, welche Mittel jene Seite der Buchse an die Kolbenstange drücken. Bei dem bekannten Pumpring werden die Andruckmittel durch eine Kronenfeder gebildet, die die Nachteile hat, dass sie verhältnlsmässig viel Platz einnimmt, wodurch der Bau höher wird, und dass ihr.e Herstellung ziemlich teuer ist.described pump ring is thereby through a metal sleeve formed, which rests with its cylindrical inside on the piston rod, and which also in such a way in an annular Recess is received in the surrounding housing that the bushing does not move in the axial direction can. Furthermore, act on that side of the socket to which the liquid is pumped. Pressure means on the Outer surface which means that side of the socket press on the piston rod. In the known pump ring, the pressure means are formed by a crown spring, which has the disadvantages that it is comparatively large Takes up space, making the structure taller, and making it quite expensive to manufacture.

Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der diese Nachteile beseitigt sind, und sie ist dazu dadurch gekennzeichnet, dass die Andruckmittel durch einen Metallring gebildet werden, der auf die betreffendeThe invention aims to provide a device in which these disadvantages are eliminated, and it is characterized in that the pressure means by a metal ring can be formed, which is attached to the

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Zone angreift und der in demonstriertem Zustand einen derartigen Durchmesserunterschied im Vergleich zum Durchmesser der betreffenden Zone der Buchse aufweist, dass der Ring die Buchse an das andere Element drückt.Zone attacks and the one in the demonstrated state such Difference in diameter compared to the diameter of the relevant zone of the bushing that the ring presses the socket against the other element.

Ein erfindungsgemässe angewandter Klemme- oder Andruckring ist durch seine einfache Bearbeitung preisgünstig herzustellen, und er ragt in axialer Richtung nicht über den Pumpring hinaus, so dass in der Richtung kein zusätzlicher Raum erforderlich ist und die Bauhöhe auf ein Minimum beschränkt ist.A clamping or pressure ring used according to the invention is inexpensive to manufacture due to its simple machining, and it does not protrude in the axial direction the pump ring so that no additional space is required in this direction and the overall height is kept to a minimum is limited.

Wenn das Ringmaterial bei der Montage auf die Pumpbuchse über die Fliessgrenze hinaus belastet wird, so wird der Ring mit einer maximalen elastischen Streckfähigkeit versehen. Dies ist günstig, weil damit ein etwaiges Verschleissen der Buchse verhindert werden kann. Deshalb ist es günstig, für den Ring ein Material mit einer grossen elastischen Streckfähigkeit zu wählen, beispielsweise Messing.If the ring material is loaded beyond the flow limit during assembly on the pump bushing, so the ring is provided with a maximum elastic stretchability. This is favorable because it means that there is a potential Wear of the socket can be prevented. It is therefore beneficial to use a material with a large size for the ring elastic extensibility to choose, for example brass.

Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung dient die Buchse sowohl zum Pumpen von Flüssigkeit zum Raum unterhalb der Rollmembran als auch zum Abdichten dieses Raums. An diese letzte Funktion werden insbesondere im Ruhezustand der Elemente hohe Anofrderungen gestellt.In the device according to the invention, the socket serves both for pumping liquid to the space below the rolling membrane as well as to seal this space. This last function is particularly important in the idle state of the elements made high demands.

Die Buchse ist dabei aus einem Metall hergestellt, was für eine hermetische Abdichtung ungünstig ist, weil Kratzer und andere Unregelmässxgkeiten dauernde Leckwege bilden.The socket is made of a metal, which is unfavorable for a hermetic seal because Scratches and other irregularities permanent leak paths form.

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Um diese zu vermeiden, ist bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung die den Ring tragenden Seite der Buchse mit einem ringförmigen Abdichtungsverschluss aus elastischem Material versehen, der mit einem ersten Teil mit einer zylindrischen Oberfläche an dem anderen Element anliegt und mit einem zweiten Teil mit einer gleichfalls zylindrischen Oberfläche an dem Ring oder der Buchse anliegt, wobei die zylindrischen Oberflächen verschiedene Durchmesser aufweisen, und wobei der erste Teil an der Stelle des Durchmesserübergangs eine kegelförmig verlaufende Abschrägung aufweist.In order to avoid this, in a further embodiment of the device according to the invention, the provide the ring-bearing side of the bushing with an annular sealing closure made of elastic material, which rests with a first part with a cylindrical surface on the other element and with a second Part with a likewise cylindrical surface rests on the ring or the bushing, the cylindrical Surfaces have different diameters, and wherein the first part at the location of the diameter transition one having a conical bevel.

Da sich der elastische Abdichtungsverschluss besser an die Oberfläche des bewegenden Elements anpassen kann, ist auch im Ruhezustand eine gute hermetische Abdichtung gewährleistet. Wenn sich die Elemente bewegen, kann die Flüssigkeit in der Pumprichtung praktisch unbehindert den Abdichtungsverschluss passieren.Since the elastic sealing closure can better adapt to the surface of the moving element, a good hermetic seal is guaranteed even in the idle state. When the elements move, the Liquid can pass the sealing closure practically unhindered in the pumping direction.

Die Erfindung wird an hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown in the drawing.

In der Zeichnung ist mit der Bezugsziffer 1 eine Stange bezeichnet, die in einem sie umgebenden Gehäuse 2 bewegbar ist. Zwischen der Stange 1 und dem Gehäuse 2 befindet sich als Abdichtung eine Rollmembran 3, die einerseits einen abzudichtenden Raum k andererseits einen mit der Unterstützungsflüssigkeit gefüllten Raum 5 begrenzt.In the drawing, the reference numeral 1 designates a rod which can be moved in a housing 2 surrounding it. Between the rod 1 and the housing 2 there is a rolling diaphragm 3 as a seal, which on the one hand delimits a space k to be sealed on the other hand a space 5 filled with the support fluid.

Um die Stange 1 herum befindet sich eine Metallbuchse 6, deren Innenseite an der Stange anliegt, undThere is a metal bushing around the rod 1 6, the inside of which rests against the rod, and

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die ferner derart in das Gehäuse 2 aufgenommen ist, dass eine Bewegung in axialer Richtung nicht möglich ist. An der Seite 7 der Buchse 6, die der Rollmembran 3 zugekehrt ist, ist ein Klemmring 8 vorgesehen, der in demontiertem Zustand einen Innendurchmesser hat, der kleiner als der Aussendurchmesser der Seite 7 ist. Ferner ist über die Seite 7 ein Abdichtungsverschluss 9 aus elastischem Material geschoben. Dieser Abdichtungsverschluss 9 besteht aus einem Teil 10 mit kleinerem Durchmesser, der an der Stange 1 anliegt, und einem Teil 11 mit grösseren Durchmesser, der am Klemmring anliegt. Um einen guten Andruck des Teiles 10 gegen die Stange 1 zu fördern, wirkt an der Aussenseite des Teils noch eine Ringfeder 12. Ferner ist zwischen dem Klemmring 8 und dem Teil 11 des Abdichtungsverschlusses noch ein O-Ring 13 angebracht, um die Abdichtung zu verbessern. Die Ringfeder 12 und der O-Ring 13 können unter Umständen entfallen. An der Stelle des Übergangs vom Teil 10 zum Teil 11 ist die Innenoberfläche des Teils 10 mit einer kegelförmigen Einlaufdüse 14 versehen.which is also received in the housing 2 in such a way that movement in the axial direction is not possible. At the side 7 of the socket 6, which faces the rolling diaphragm 3, a clamping ring 8 is provided, which is dismantled in State has an inside diameter smaller than the Outside diameter of the side 7 is. Furthermore, about the Page 7 a sealing closure 9 made of elastic material pushed. This sealing closure 9 consists of a part 10 with a smaller diameter, which is attached to the Rod 1 rests, and a part 11 with a larger diameter, which rests on the clamping ring. To get a good impression To promote the part 10 against the rod 1, an annular spring 12 acts on the outside of the part between the clamping ring 8 and the part 11 of the sealing closure an O-ring 13 is also attached to the seal to improve. The ring spring 12 and the O-ring 13 can be omitted under certain circumstances. At the point of transition from Part 10 to part 11, the inner surface of part 10 is provided with a conical inlet nozzle 14.

Durch den einseitigen Andruck der Buchse 6 mit Hilfe des Klemmrings 8, wird beim Bewegen der Stange 1 in Aufwärtsrichtung auf der Stange befindliche Flüssigkeit nach oben gepumpt. Beim Abwärtshub der Stange 1 tritt keine hydrodynamische Pumpwirkung zwischen der Buchse 6 und der Stange 1 auf, und die Buchse 6 wirkt gleichsam als Rückschlagventil, das die Strömung von Flüssigkeit nach unten verhindert. Wie aus der Zeichnung hervorgeht,As a result of the pressure on one side of the bush 6 with the aid of the clamping ring 8, when the rod 1 liquid located on the rod in the upward direction is pumped upwards. During the downward stroke of the rod 1 occurs no hydrodynamic pumping action between the bush 6 and the rod 1, and the bush 6 acts as it were as a check valve that prevents the flow of liquid downwards. As can be seen from the drawing,

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vergrössert ein derartiger Klemmring die Bauhöhe nicht. Im demonstrierten Zustand ist der Innendurchmesser des Klemmrings kleiner als der der Buchse, so dass der Klemmring nach der Montage die Buchse an die Stange drückt.such a clamping ring does not increase the overall height. In the demonstrated state, the inside diameter of the Clamping ring smaller than that of the bushing, so that the clamping ring presses the bushing against the rod after assembly.

Um auch im Ruhezustand eine gute Abdichtung zu gewährleisten, ist ferner ein Abdichtungsverschluss 9 vorhanden, der aus elastischerem Material als die Buchse 6 hergestellt ist, so dass er sich besser der Oberfläche der Stange 1 anpassen kann. Das durch die Buchse 6 heraufgepumpte 01 kann u.a. durch die Einlaufdüse 1^ diesen Abdichtungsverschluss praktisch unbehindert passieren, während das öl vom Raum 5 aus praktisch keine Gelegenheit hat, entlang dem Abdichtungsverschluss nach unten zu strömen.In order to ensure a good seal even in the idle state, there is also a sealing closure 9 which is made of more elastic material than the bush 6 so that it can better adapt to the surface of the rod 1. The 01 pumped up through the socket 6 can pass this sealing closure practically unhindered through the inlet nozzle 1 ^, while the oil from the space 5 has practically no opportunity to flow downwards along the sealing closure.

Die Vorrichtung ist ferner noch mit einer Regelanordnung 15 versehen, die dafür sorgt, dass die durch die Buchse 6 zum Raum 5 gepumpte Flüssigkeit derart wieder aus diesem Raum abgeführt wird, dass stets ein konstanter Druckunterschied an der Rollmembran 3 aufrechterhalten wird.The device is also provided with a control arrangement 15, which ensures that the through the Socket 6 to the space 5 pumped liquid is discharged from this space again in such a way that a constant Pressure difference across the rolling diaphragm 3 is maintained.

Es sei bemerkt, dass es unter Umständen möglich ist, die Buchse 6 in die Stange aufzunehmen, während in Figur eine Vorrichtung dargestellt ist, bei der die Buchse 6 mit Zubehör in das stillstehende Gehäuse aufgenommen ist. Der Klemmring 8 wirkt dann auf die Innenoberfläche der Buchse ein, wobei im demontierten Zustand der Aussendurchmesser des Rings 8 grosser ist als der Innendurchmesser der Buchse. Auf diese Weise wird die Buchse nach der Montage durch den Ring 8 an die Oberfläche des Gehäuses gedrückt.It should be noted that it may be possible to include the bush 6 in the rod, while in FIG a device is shown in which the socket 6 is received with accessories in the stationary housing. The clamping ring 8 then acts on the inner surface of the Bushing, the outer diameter of the ring 8 being larger than the inner diameter in the dismantled state the socket. In this way, after assembly, the bushing is attached to the surface of the housing by the ring 8 pressed.

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Claims

PATENT CLAIMS:

1. J device with a fluid-assisted Rolling membrane seal between two coaxially arranged elements that can be moved to and fro with respect to one another, one of these elements carrying an annular metal sleeve, the cylindrical of which facing away from this element Surface rests on the other element, and being on the other surface of the socket, in a zone which is on the the side of the socket facing the rolling diaphragm. Attack pressure means that are in the direction of the other Elements exert forces on the bushing, characterized in that the pressure means by a metal ring be formed, which acts on the zone in question and which in the demonstrated state such a difference in diameter compared to the diameter of the zone in question of the bushing that the ring has the Bush presses against the other element.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the side of the socket carrying the ring with a is provided annular sealing closure made of elastic material, which with a first part with a cylindrical surface on the other element and with a second part with a likewise cylindrical surface rests against the ring or the socket, the cylindrical surfaces having different diameters, and wherein the first part has a conical cut-off at the point of the diameter transition, Eindhoven, March 6th. 1972.

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