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DE3712331A1 - Device for sealing off an air chamber - Google Patents

Device for sealing off an air chamber

Info

Publication number
DE3712331A1
DE3712331A1 DE19873712331 DE3712331A DE3712331A1 DE 3712331 A1 DE3712331 A1 DE 3712331A1 DE 19873712331 DE19873712331 DE 19873712331 DE 3712331 A DE3712331 A DE 3712331A DE 3712331 A1 DE3712331 A1 DE 3712331A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chamber
sealing
piston
piston element
gaseous medium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE19873712331
Other languages
German (de)
Other versions
DE3712331C2 (en
Inventor
Conrad Trollmann
Walter Rotter
Dieter Dierich
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IBM Deutschland GmbH
Original Assignee
IBM Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IBM Deutschland GmbH filed Critical IBM Deutschland GmbH
Priority to DE19873712331 priority Critical patent/DE3712331A1/en
Publication of DE3712331A1 publication Critical patent/DE3712331A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3712331C2 publication Critical patent/DE3712331C2/de
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/16Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/32Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16JPISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00Sealings
    • F16J15/46Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • F16J15/48Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings influenced by the pressure within the member to be sealed
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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Abstract

A device (11) is used for sealing off a chamber (21) which can be subjected to pressure by a gaseous medium relative to a piston element (22) that can be moved within the chamber and against a stop, and the said device has a sealing element (24) in the region of the piston element (22). To ensure that the so-called sticking effect and the sliding friction during the relative motion of the elements (22, 24) is avoided in a device (11) of this kind and that the device (11) nevertheless provides good sealing of the chamber (21) while being less expensive to manufacture, the sealing element (24) is held and guided in the chamber (21) with a preferably small amount of play and, when the chamber (21) is subjected to pressure by the gaseous medium, can be deformed at the end of its movement, performed with the piston element (22), in such a way that the relevant areas of the chamber (21) are sealed off. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Abdichten einer mit einem gasförmigen Medium druckbeaufschlagbaren Kammer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for sealing one with a gaseous medium pressurizable chamber according to the preamble of Claim 1.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art wird nahe den jeweiligen Kammerenden in das die Kammer begrenzende ortsfeste Element und/oder in das bewegbare Kolbenelement an dessen Innen- bzw. Außenfläche eine Nut eingearbeitet, in die das Abdichtelement eingebracht ist. In known devices of this type is close to respective chamber ends in the stationary bounding the chamber Element and / or in the movable piston element on the A groove is worked into the inner and outer surface into which the Sealing element is introduced.  

Dies bedeutet, daß das Abdichtelement zwischen den beiden relativ zueinander bewegbaren Elementen ständig eine Gleitreibung bewirkt, was sich auf die Höhe des zu verwendenden bzw. aufzubauenden Druckes auswirkt. Ferner besteht die Gefahr, daß das bewegbare Kolbenelement in seiner Ruheposition am ortsfesten Teil des Kammergehäuses haften bleibt (sog. Klebeffekt), so daß erstens die Anfangsbewegung des Kolbenelementes statt stetig zu sein, ruckartig und so mit einer gewissen Verzögerung erfolgt und zweitens auch deshalb ein entsprechend erhöhter Anfangsdruck vorhanden sein muß. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß die relativ zueinander bewegbaren Elemente mit vergleichsweise engen Toleranzen ineinander gepasst werden müssen. Schließlich ist es zeit- und arbeitsaufwendig, für die Abdichtelemente die Nuten in das Kolbenelement bzw. die Kammergehäuseteile einzuarbeiten.This means that the sealing element between the two elements that can be moved relative to one another constantly Sliding friction causes what is too high using or building pressure affects. Further there is a risk that the movable piston element in its Adhere to the fixed position of the fixed part of the chamber housing remains (so-called adhesive effect), so that firstly the initial movement of the piston element instead of being continuous, jerky and so with there is a certain delay and secondly because of that a correspondingly increased initial pressure must be present. A Another disadvantage of this known device is that the relatively movable elements with comparatively tight tolerances can be fitted into each other have to. After all, it is time-consuming and labor-intensive for them Sealing elements the grooves in the piston element or the Incorporate chamber housing parts.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der der sogenannte Klebeffekt und die Gleitreibung während der Relativbewegung der Elemente zueinander vermieden wird und die dennoch bei herstellungstechnisch geringerem Aufwand eine gute Abdichtung der Kammer bewirkt.The object of the present invention is therefore a To create device of the type mentioned, in which the so-called adhesive effect and sliding friction during the Relative movement of the elements to each other is avoided and the still a good one with less manufacturing effort Sealing the chamber causes.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der genannten Art durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. This object is achieved in a device of the type mentioned by the features specified in the characterizing part of claim 1 solved.  

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß sich das Abdichtelement, das sich stirnseitig vor dem Kolbenelement befindet, zusammen mit dem Kolbenelement gleitreibungsfrei bewegen kann, und erst dann seine Abdichtposition einnimmt, wenn es sich unter dem Druck des gasförmigen Mediums gegen das an einem Anschlag anliegende Kolbenelement legt. Dies bedeutet, daß bereits zu Beginn der Bewegung des Kolbenelementes aus seiner Ruheposition heraus auch das Abdichtelement in seiner nicht vorgespannten Ruheposition ist, so daß eine stetige Anfangsbewegung des Kolbenelementes und des Abdichtelementes gewährleistet ist. Dennoch ergibt sich am Ende der Bewegung des Kolbenelementes und des Abdichtelementes eine gute Abdichtung der Kammer gegenüber dem bewegbaren Kolbenelement. Da das Abdichtelement stirnseitig vor dem Kolbenelement und damit innerhalb der Kammer bewegbar gehalten ist, sind keinerlei Einstiche bzw. Nuten im Kolbenelement oder im Kammergehäuse notwendig, was die Herstellung dieser Vorrichtung zeitlich und arbeitsmäßig erleichtert. Da sich das Abdichtelement unter der Wirkung des Druckes des gasförmigen Mediums flachdrückt, ist es nicht notwendig, die sich relativ zueinander bewegenden Elemente unter engen Toleranzen aneinander anzupassen, sondern es ist ein relativ großes Spiel zulässig.The measures according to the invention ensure that the sealing element, which is located in front of the piston element is, together with the piston element free of sliding friction can move, and only then takes its sealing position, if it is against the pressure of the gaseous medium piston element resting against a stop. This means that already at the beginning of the movement of the Piston element from its rest position also that Sealing element is in its non-prestressed rest position, so that a constant initial movement of the piston element and the sealing element is guaranteed. Nevertheless, on End of movement of the piston element and the sealing element a good seal between the chamber and the movable one Piston element. Since the sealing element in front of the Piston element and thus kept movable within the chamber there are no punctures or grooves in the piston element or necessary in the chamber housing what the manufacture of this Device made easier in terms of time and work. Since that Sealing element under the effect of the pressure of the gaseous Flattening the medium, it is not necessary to be relative elements moving towards each other under tight tolerances to adapt to each other, but it's a relatively big game allowed.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 ist bei einem ringförmigen Kolbenelement erreicht, daß das Kolbenelement durch Einstiche für einen Abdichtring nicht geschwächt werden muß, so daß das ringförmige Kolbenelement relativ dünnwandig gemacht werden kann, was sich auch auf die Baugröße der gesamten Vorrichtung vorteilhaft auswirkt. Darüber hinaus ist lediglich ein einziger Abdichtring notwendig, während bisher das Kolbenelement sowohl zur Innenseite hin also auch zur Außenseite hin gegenüber den jeweiligen die Kammer begrenzenden ortsfesten Teilen mit Hilfe je mindestens eines in jeweils einem Einstich gelagerten Abdichtrings abgedichtet werden mußte.With the features of claim 2 is in an annular Piston element achieves that the piston element by punctures need not be weakened for a sealing ring, so that  annular piston element can be made relatively thin-walled can, which also affects the size of the entire device has an advantageous effect. Beyond that there is only one only sealing ring necessary, while so far Piston element both towards the inside as well Outside towards the respective the chamber limiting stationary parts with the help of at least one each sealed in a single recessed sealing ring had to become.

Eine günstige und kostensparende Ausführungsform, die bei relativ großen zulässigen Toleranzen eine gute Abdichtung bewirkt, ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruches 3.An inexpensive and cost-saving embodiment that at relatively large permissible tolerances a good seal causes, results from the features of claim 3.

Wird an beiden Enden der Kammer jeweils ein Kolbenelement vorgesehen, so erfolgt die Zuführung des gasförmigen Mediums in die Kammer zwischen den beiden Abdichtringen, wenn sie sich in Ruhelage befinden. Ist jedoch die Kammer einenends von einem ortsfesten Bodenteil begrenzt, so ist es zweckmäßig, die Merkmale des Anspruches 4 vorzusehen, so daß in jedem Falle gewährleistet ist, daß in Ruhelage des Kolbenelementes das gasförmige Medium hinter die dem Kolbenelement abgewandte Fläche des Abdichtringes geführt wird, wenn die Zuführung des gasförmigen Mediums nicht stirnseitig erfolgen kann, sondern aus Platzgründen seitlich vorgesehen werden muß.There is a piston element at each end of the chamber provided, the gaseous medium is supplied into the chamber between the two sealing rings if they are are at rest. However, the chamber is one end of a fixed floor part, it is advisable to provide the features of claim 4, so that in each It is ensured that the piston element is in the rest position the gaseous medium behind that facing away from the piston element Surface of the sealing ring is guided when the supply of the gaseous medium can not be done on the front, but must be provided on the side for reasons of space.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 5 ist erreicht, daß eine einseitige Druckbeaufschlagung des Kolbenelementes ausreichend ist.With the features of claim 5 is achieved that a  one-sided pressurization of the piston element is sufficient is.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigt:Further details of the invention are as follows Description can be found in which the invention using the in the drawing shown embodiment closer is described and explained. It shows:

Fig. 1 eine Unteransicht einer mit einer Abdichtvorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung versehene Spindeleinheit einer Bohrmaschine, Fig. 1 is a bottom view of a present with a sealing device according to a preferred embodiment of the invention provided spindle unit of a drill,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1, wobei der rechte Teilschnitt in angehobener Ruheposition und der linke Teilschnitt in abgesenkter Arbeitsposition der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung dargestellt ist, Fig. 2 shows a section along the line II-II of Fig. 1, the right partial section in the raised rest position and the left partial section is shown in the lowered working position of the sealing device according to the invention,

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung einen Teilschnitt längs der Linie III-III der Fig. 1 und Fig. 3 in an enlarged view a partial section along the line III-III of Fig. 1 and

Fig. 4 in vergrößerter Darstellung eine Einzelheit gemäß Kreis IV der Fig. 2. Fig. 4 shows an enlarged detail according to IV circuit of FIG. 2.

Die Vorrichtung 11 zum Abdichten einer mit einem gasförmigen Medium druckbeaufschlagten Kammer gegenüber einem Kolbenelement wird gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bei einer Bohrspindeleinheit 10 dargestellt, von der eine Vielzahl in bspw. Reihen und Spalten an einem Rahmengestell 12 zum Bohren von Löchern in Leiterplatten gehalten ist. Dabei sollen die einzelnen Bohrspindeleinheiten 10, die pneumatisch angetrieben sind, einen möglichst geringen Mittenabstand voneinander aufweisen.The device 11 for sealing a chamber pressurized with a gaseous medium against a piston element is shown according to a preferred exemplary embodiment in a drilling spindle unit 10 , a large number of which is held in rows and columns, for example, on a frame 12 for drilling holes in printed circuit boards. The individual drilling spindle units 10 , which are pneumatically driven, should have the smallest possible center distance from one another.

Die Bohrspindeleinheit 10, deren Spindelführungsbuchse 13 das Rahmengestell 12 durchdringt, ist an zwei einander diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen einer Hülse 14 der Abdichtvorrichtung 11 mittels Schrauben 16 am Rahmengestell 12 hängend befestigt. Die Hülse 14 umgibt die Spindelführungsbuchse 13 konzentrisch und besitzt an ihrem oberen Ende einen nach innen ragenden Ringbund 17, in dessen Ringnut ein O-Ring 18 eingearbeitet ist, der sich druckdicht an die Außenfläche der Spindelführungsbuchse 13 anlegt.The drilling spindle unit 10 , the spindle guide bushing 13 of which penetrates the frame 12 , is attached to two frame diagonally opposite corner regions of a sleeve 14 of the sealing device 11 by means of screws 16 on the frame 12 . The sleeve 14 surrounds the spindle guide sleeve 13 concentrically and has at its upper end a is incorporated in the annular groove, an O-ring 18 inwardly projecting annular collar 17 which bears a pressure-tight to the outer surface of the spindle guide bush. 13

Zwischen der ortsfesten Hülse 14 und der ortsfesten Spindelführungsbuchse 13 ist eine Ringkammer 21 gebildet, in der ein ringförmiger Kolben 22 in axialer Richtung hin und her bzw. auf und ab beweglich geführt ist. Der inneren Ringstirnfläche 23 des Kolbens 22 zugewandt ist ein Abdichtring 24 in Form eines O-Ringes der Abdichtvorrichtung 11 angeordnet, welcher Abdichtring 24 dazu dient, die Ringkammer 21 gegenüber dem ringförmigen Kolben 22 nach außen hin sowohl in Richtung der Hülse 14 als auch in Richtung der Spindelführungsbuchse 13 abzudichten.Between the stationary sleeve 14 and the stationary spindle guide sleeve 13 an annular chamber 21 is formed, in which an annular piston in the axial direction 22 back and forth and up and down movably guided. A sealing ring 24 in the form of an O-ring of the sealing device 11 is arranged facing the inner ring end face 23 of the piston 22 , which sealing ring 24 serves to separate the ring chamber 21 from the ring piston 22 towards the outside both in the direction of the sleeve 14 and in the direction to seal the spindle guide bush 13 .

An seinem unteren Ende ist der ringförmige Kolben 22 mit einem Niederhalter 26 derart verbunden, daß er mit einem Ringteil 27 in einer Ringausnehmung 28 des Niederhalters 26 in axialer Richtung beweglich geführt ist und durch einen in einer Ringnut angeordneten O-Ring abgedichtet ist. Der Niederhalter 26 ist an zwei einander diagonal gegenüber liegenden Eckbereichen, die zu den diagonalen Eckbereichen der Schrauben 16 um 90° versetzt sind, über eine Buchse 31 an einem Schraubbolzen 32 längsgeführt, welcher Schraubbolzen 32 an einem unteren nach außen ragenden Bund 33 der Hülse 14 gehalten bzw. befestigt ist. An diesen beiden Schraubbolzen 32 ist außerdem über einen äußeren Bund 34 der ringförmige Kolben 22 geführt um 90° versetzt zu den Schraubbolzen 32 ist am unteren Ende des Niederhalters 26 mittels einer axialen Schraube 37 je eine Rückholfeder in Form einer Zugfeder 36 gehalten, deren anderes Ende am Kopf der Befestigungsschraube 16 eingehängt ist.At its lower end the annular piston 22 is connected to a holding-down device 26 so as the downholder is movably guided in the axial direction 26 with a ring part 27 in an annular recess 28 and is sealed by a arranged in an annular groove the O-ring. The hold-down device 26 is guided longitudinally at two diagonally opposite corner regions, which are offset by 90 ° to the diagonal corner regions of the screws 16 , via a bushing 31 on a screw bolt 32 , which screw bolt 32 on a lower collar 33 of the sleeve 14 projecting outwards is held or attached. On these two bolts 32 is also guided via an outer collar 34 of the annular piston 22 offset by 90 ° to the bolts 32 , a return spring in the form of a tension spring 36 is held at the lower end of the holding-down device 26 by means of an axial screw 37 , the other end of which is attached to the head of the fastening screw 16 .

Innerhalb des Niederhalters 26 ist ein in der Spindelführungsbuchse 13 axial bewegliches Spindelteil angeordnet, in der eine rotierende Spindel 39 gelagert ist, die in nicht dargestellter Weise pneumatisch antreibbar ist. Mit der Spindel 39 ist ein Bohrer 41 auswechselbar verbunden. In Ruhelage ist der ringförmige Kolben 22 gemäß dem rechten Schnitt der Fig. 2 zusammen mit dem Niederhalter 36 durch die Rückholfeder 36 in seiner oberen Position gehalten, in der der äußere Bund 34 des Kolbens 22 am äußeren Bund 33 der ortsfesten Hülse 14 anschlägt und der Abdichtring 24 lose in der Ringkammer 21 zwischen Stirnfläche 23 des Kolbens 22 und innerem Ringbund 17 der Hülse 14 angeordnet ist. Dabei ist die Ringkammer 21 durch den ringförmigen Kolben 22 und dessen Abdichtring 24 im wesentlichen ausgefüllt ist.Arranged within the holding-down device 26 is a spindle part which is axially movable in the spindle guide bushing 13 and in which a rotating spindle 39 is mounted, which can be pneumatically driven in a manner not shown. A drill 41 is exchangeably connected to the spindle 39 . In the rest position, the annular piston 22 according to the right section of FIG. 2 together with the hold-down 36 is held in its upper position by the return spring 36 , in which the outer collar 34 of the piston 22 abuts the outer collar 33 of the stationary sleeve 14 and Sealing ring 24 is loosely arranged in the annular chamber 21 between the end face 23 of the piston 22 and the inner annular collar 17 of the sleeve 14 . The annular chamber 21 is essentially filled by the annular piston 22 and its sealing ring 24 .

Zur Bewegung des ringförmigen Kolben 22 entgegen der Wirkung der Rückholfedern 36 wird in die Ringkammer 21 ein gasförmiges Medium, vorzugsweise Luft unter Druck eingeblasen. Dazu ist gemäß den Fig. 1 und 3 ein Luftanschlußnippel 43 vorgesehen, der an einem mit dem Bolzen 32 versehenen Eckbereich der ortsfesten Hülse 14 in eine Gewindebohrung 44 eingeschraubt ist. Diese Gewindebohrung 44 führt über ein in axialer Flucht liegendes Bohrungsteil 46 zu einer durchmesserkleineren Bohrung 47, die demgegenüber unter einem spitzen Winkel von bspw. 5° angeordnet ist und die in einem Bereich der Eckverbindung von axialer Innenwand 48 und radialer Stirnwand 49 der Hülse 14 in die Ringkammer 21 mündet. Dabei ist die schräge Bohrung 47 an ihrem inneren Ende durch eine Ausnehmung 51 in der radialen Stirnwand 49 des inneren Ringbundes 17 der Hülse 14 gebildet. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die Druckluft bzw. das Druckgas in einen Bereich zwischen dem Abdicht- bzw. O-Ring 24 und der inneren Stirnwand 49 des inneren Ringbundes 17 in die Ringkammer 21 geführt wird. Auf diese Weise wird der Abdichtring 24 stets sicher nach unten bewegt werden. Der Abdichtring 24 ist ein handelsüblicher O-Ring und wird mit relativ großem Spiel in die Ringkammer 21 eingelegt. Bspw. kann der Außendurchmesser und/oder der Innendurchmesser des O-Ringes 24 gegenüber dem Innendurchmesser der Hülse 14 bzw. dem Außendurchmesser der Spindelführungsbuchse 13 um bis zu 4/10 mm kleiner sein. Wie Fig. 3 zeigt, kann dadurch im Ausgangszustand (Kreisquerschnitt) des O-Ringes 24 Luft an diesem vorbei unmittelbar zum ringförmigen Kolben 24 gelangen.To move the annular piston 22 against the action of the return springs 36 , a gaseous medium, preferably air, is blown into the annular chamber 21 . For this purpose, an air connection nipple 43 is provided according to FIGS . 1 and 3, which is screwed into a threaded bore 44 at a corner region of the stationary sleeve 14 provided with the bolt 32 . This threaded bore 44 leads via a bore part 46 lying in axial alignment to a bore 47 of smaller diameter, which in contrast is arranged at an acute angle of, for example, 5 ° and which in a region of the corner connection of the axial inner wall 48 and radial end wall 49 of the sleeve 14 in the annular chamber 21 opens. The inclined bore 47 is formed at its inner end by a recess 51 in the radial end wall 49 of the inner collar 17 of the sleeve 14 . In this way it is ensured that the compressed air or the compressed gas is guided into the area between the sealing or O-ring 24 and the inner end wall 49 of the inner collar 17 into the annular chamber 21 . In this way, the sealing ring 24 will always be moved down safely. The sealing ring 24 is a commercially available O-ring and is inserted into the annular chamber 21 with a relatively large amount of play. E.g. The outer diameter and / or the inner diameter of the O-ring 24 can be up to 4/10 mm smaller than the inner diameter of the sleeve 14 or the outer diameter of the spindle guide bush 13 . As shown in FIG. 3, in the initial state (circular cross section) of the O-ring 24, air can pass it directly past the annular piston 24 .

Mit dem Beaufschlagen der Ringkammer 21 mit Druckgas bzw. Druckluft werden der Abdichtring 24 und der ringförmige Kolben 22 nach unten bewegt (Pfeile A in Fig. 3), und zwar soweit, bis die Buchse 31, die mit dem äußeren Bund 34 des Kolbens 22 fest verbunden ist, am unteren Ende des Schraubbolzens 32 anschlägt. Aufgrund dieses Widerstandes wird durch den Druck des gasförmigen Mediums der Abdichtring 24 in der Ringkammer 21 gemäß Fig. 4 aus seinem (gestrichelten) kreisförmigen Querschnitt zu einem etwa ovalen Querschnitt derart verformt und komprimiert, daß er sich dichtend sowohl an die Innenwand 48 der Hülse 14 als auch an die Außenfläche 52 der Spindelführungsbuchse 13 anlegt. Auf diese Weise ist die Ringkammer 21 gegenüber dem Ringkolben 22 druckfest abgedichtet. When the annular chamber 21 is pressurized with compressed gas or compressed air, the sealing ring 24 and the annular piston 22 are moved downward (arrows A in FIG. 3) until the bush 31 , which is connected to the outer collar 34 of the piston 22 is firmly connected, strikes at the lower end of the bolt 32 . Due to this resistance, the sealing ring 24 in the annular chamber 21 according to FIG. 4 is deformed and compressed from its (dashed) circular cross section to an approximately oval cross section in such a way by the pressure of the gaseous medium that it seals both on the inner wall 48 of the sleeve 14 as well as on the outer surface 52 of the spindle guide bush 13 . In this way, the annular chamber 21 is sealed pressure-tight against the annular piston 22 .

In dieser Stellung kann dann in nicht dargestellter Weise ebenfalls mittels Druckluftantrieb der Niederhalter 26 relativ zum Kolben 22 in axialer Richtung um eine der Restlänge der Buchse 31 entsprechenden Länge bewegt werden. Wird die Ringkammer 21 entlüftet, also Druck weggenommen, so geht der Abdichtring 24 aus seiner verformten ovalen Querschnittslage in seine ursprüngliche kreisförmige Querschnittslage zurück, so daß ohne Vorhandensein irgendeiner Gleitreibung der Ringkolben 22 mit Hilfe der Rückholfedern 36 in seine Ruhelage wieder zurückgeführt werden kann.In this position, the holding-down device 26 can then be moved in the axial direction relative to the piston 22 by a length corresponding to the remaining length of the bushing 31 in a manner not shown, also by means of a compressed air drive. If the annular chamber 21 is vented, i.e. the pressure is removed, the sealing ring 24 returns from its deformed oval cross-sectional position to its original circular cross-sectional position, so that the ring piston 22 can be returned to its rest position by means of the return springs 36 without the presence of any sliding friction.

Es versteht sich, daß die erfindungsgemäße Abdichtvorrichtung 11, die vorstehend in der Anwendung bei einem Ringkolben an einer Bohrspindeleinheit 10 beschrieben ist, auch anderen Anwendungen zugeführt werden kann. Bspw. ist sie auch bei pneumatischen Steuerventilen anwendbar, bei denen der Kolben einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, den O-Ring 18 in der Nut des inneren Ringbundes 17 durch einen Abdichtring entsprechend dem der erfindungsgemäßen Abdichtvorrichtung 11 derart zu ersetzen, daß ein solcher Abdichtring innerhalb der Ringkammer 21 angeordnet ist und der Druckgas- bzw. Drucklufteinblas zwischen den beiden Abdichtringen in Ruhestellung erfolgt, so daß der eine Abdichtring nach oben gedrückt wird und die Durchführung zwischen Hülsen-Ringbund 17 und Spindelführungsbuchse 13 abdichtet und der andere nach unten gedrückt wird. Es ist auf diese Weise auch möglich, innerhalb einer Ringkammer bspw. zwei ringförmige Kolben abzudichten, die sich axial in entgegengesetzte Richtungen bewegen. Desweiteren kann eine derartige Abdichtvorrichtung auch bei Kolben Verwendung finden, die keine axiale sondern eine Schwenkbewegung ausführen.It goes without saying that the sealing device 11 according to the invention, which is described above in the application for an annular piston on a drilling spindle unit 10 , can also be used for other applications. E.g. it is also applicable to pneumatic control valves in which the piston has a circular cross section. In the illustrated embodiment, it is also possible to replace the O-ring 18 in the groove of the inner collar 17 by a sealing ring corresponding to that of the sealing device 11 according to the invention such that such a sealing ring is arranged within the annular chamber 21 and the compressed gas or compressed air injection between the two sealing rings in the rest position, so that one sealing ring is pressed upwards and seals the bushing between the collar 17 and the spindle guide bush 13 and the other is pressed down. In this way, it is also possible to seal, for example, two annular pistons within an annular chamber, which move axially in opposite directions. Furthermore, such a sealing device can also be used for pistons that do not perform an axial but a pivoting movement.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Abdichten einer mit einem gasförmigen Medium druckbeaufschlagbaren Kammer gegenüber mindestens einem zumindest teilweise innerhalb der Kammer und gegen einen Anschlag bewegbaren Kolbenelement und/oder gegenüber einer Durchführung im Kammergehäuse, mit mindestens einem Abdichtelement im Bereich des Kolbenelementes bzw. der Durchführung, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdichtelement (24) in der Kammer (21) unter vorzugsweise geringem Spiel geführt gehalten ist und daß beim Druckbeaufschlagen der Kammer (21) mit dem gasförmigen Medium das Abdichtelement (24) am Ende seiner mit dem Kolbenelement (22) ausgeführten Bewegung derart verformbar ist, daß der bzw. die betreffenden Bereiche der Kammer (21) abgedichtet ist bzw. sind.1. Device for sealing a chamber which can be pressurized with a gaseous medium with respect to at least one piston element which can be moved at least partially within the chamber and against a stop and / or with respect to a passage in the chamber housing, with at least one sealing element in the area of the piston element or the passage, characterized in that that the sealing member (24) is held guided in the chamber (21) with preferably little clearance, and in that the sealing member (24) at the end of its running to the piston member (22) moving in such a way when pressurizing the chamber (21) with the gaseous medium is deformable that the relevant area or areas of the chamber ( 21 ) is or are sealed. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckbeaufschlagbare Kammer (21) ringförmig ausgebildet ist, innerhalb der als Kolbenelement ein Zylinderteil (22) längsbewegbar ist, gegenüber dessen einer innerhalb der Kammer (21) sich befindenden Ringstirnfläche (23) ein Abdichtring (24) als Abdichtelement angeordnet ist.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressurizable chamber ( 21 ) is annular, within which a cylinder part ( 22 ) is longitudinally movable as a piston element, opposite which one inside the chamber ( 21 ) located annular end face ( 23 ) is a sealing ring ( 24 ) is arranged as a sealing element. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abdichtring (24) ein handelsüblicher O-Ring ist, der bei Druckbeaufschlagen zu einem in Querrichtung etwa ovalen Querschnitt verformbar ist. 3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the sealing ring ( 24 ) is a commercially available O-ring which is deformable when pressurized to an approximately oval cross-section in the transverse direction. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in eine einenends von einem ortsfesten Bodenteil (17) begrenzte Kammer (21) eine seitliche Zuführbohrung (44, 46, 47) für das gasförmige Medium derart geführt ist, daß deren inneres Ende (47) zumindest teilweise durch eine gegenüber der dem Kolbenelement (22) abgewandten Seite des Abdichtringes (24) angeordnete Ausnehmung (51) im ortsfesten Bodenteil (17) gebildet ist.4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that in a one end of a fixed bottom part ( 17 ) limited chamber ( 21 ) has a lateral feed bore ( 44 , 46 , 47 ) for the gaseous medium such that its inner end ( 47 ) is at least partially formed by a recess ( 51 ) in the stationary base part ( 17 ) which is arranged opposite the side of the sealing ring ( 24 ) facing away from the piston element ( 22 ). 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das längsbewegbare Zylinderteil (22) über mindestens eine Rückholfeder (36) mit dem Kammergehäuse (14) verbunden und mit einem Rückführanschlag (33) versehen ist.5. Device according to one of claims 2 to 4, characterized in that the longitudinally movable cylinder part ( 22 ) via at least one return spring ( 36 ) with the chamber housing ( 14 ) and is provided with a return stop ( 33 ).
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CN112161656A (en) * 2020-09-30 2021-01-01 宋志龙 Optical detection system and detection method for circular PCB

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