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WO1994011657A1 - Sealing arrangement for hydraulic cylinders - Google Patents

Sealing arrangement for hydraulic cylinders Download PDF

Info

Publication number
WO1994011657A1
WO1994011657A1 PCT/EP1993/003201 EP9303201W WO9411657A1 WO 1994011657 A1 WO1994011657 A1 WO 1994011657A1 EP 9303201 W EP9303201 W EP 9303201W WO 9411657 A1 WO9411657 A1 WO 9411657A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
groove
sealing rings
arrangement according
sealing
pressure
Prior art date
Application number
PCT/EP1993/003201
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Robert Forwick
Original Assignee
Robert Forwick
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
Priority claimed from DE19924238638 external-priority patent/DE4238638A1/en
Priority claimed from DE9215605U external-priority patent/DE9215605U1/en
Application filed by Robert Forwick filed Critical Robert Forwick
Priority to EP94900148A priority Critical patent/EP0621932A1/en
Publication of WO1994011657A1 publication Critical patent/WO1994011657A1/en

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • F16J15/48—Sealings 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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/14—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type
    • F15B15/16—Characterised by the construction of the motor unit of the straight-cylinder type of the telescopic type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for the mutual sealing of telescopically movable hydraulic cylinders, to which only water can be supplied as pressure medium, with a circumferential seal in a circumferential groove of the pressure piston carrying the internal cylinder.
  • the high viscosity of the medium means that a seal is generally unproblematic, provided the outer diameter of the pressure piston and the inner diameter of the external hydraulic cylinder have sufficient concentricity. Even when using compressed air as the hydraulic medium, there are few problems, since even with a slight leakage, air flowing past the seal does not have a disturbing or unpleasant effect in the exterior.
  • the present invention is therefore based on the object of creating an arrangement with which an optimal sealing of such telescopically movable hydraulic cylinders is possible, which requires little effort and is largely maintenance-free and reliable.
  • at least one sealing ring with a circular and slightly larger diameter than the height of the groove is arranged in the annular groove opening towards the outer circumference of the cylindrical pressure piston and that the groove, the horizontal width of which is larger than the diameter of the sealing ring, through the pressure piston penetrating channels with the water serving as hydraulic fluid is acted on such that the sealing rings are pressed by the water pressure against the inner wall of the external hydraulic cylinder.
  • the axial length of the groove is slightly less than the sum of the diameters of the two sealing rings. It is sufficient if the length of the groove is approximately 2.5% smaller than the diameter of a sealing ring or the two sealing rings lying one above the other.
  • the outer diameter of the sealing rings is larger than the inner diameter of the adjacent hydraulic cylinder.
  • the outer diameter of a sealing ring should be approximately 2.5% larger than the inner diameter of the hydraulic cylinder.
  • sealing rings are made of an elastic chloroprene polymer, e.g. Neoprene, exist and their Shore A hardness is about 80.
  • 1 shows a longitudinal section through a plurality of hydraulic cylinders, one inside the other, with corresponding pressure pistons and one sealing ring each in a circumferential groove
  • 2 shows an enlarged section of the sealing area in such a pressure piston
  • FIG. 3 shows a longitudinal section through a plurality of hydraulic cylinders lying one inside the other, each with two sealing rings in a groove and
  • FIG. 1 for example three hydraulic cylinders 1, 2 and 3 which can be telescoped into one another are provided, the central hydraulic cylinder 2 being provided by a pressure piston 4 sealingly guided in the hydraulic cylinder 1 and the hydraulic cylinder 3 being guided by a pressure piston guided in the hydraulic cylinder 2 5 can be moved.
  • annular grooves 8 and 9 are cut into the pressure pistons on the outer circumference, into each of which a sealing ring 10 or 11 is inserted.
  • the annular groove 8 is connected via a channel 12 to the large through bore 7 and the annular groove 9 via a radial channel 13 and an axial channel 14 with the liquid space 15.
  • a section of the sealing area in the pressure piston 5 is shown in more detail in FIG.
  • the groove 9 is wider than the diameter of the sealing ring 11, so that the pressurized water flowing in via the channels 14 and 13 is distributed over the annular groove 9 and, under uniform pressure, the sealing ring 11 outwards against the inner wall of the hydraulic cylinder 2 can press.
  • the sealing ring 11 is slightly larger in diameter than the height of the groove 9 and, in the stretched state, has an outer diameter which is slightly larger than the inner diameter of the hydraulic cylinder 2. This ensures that liquid does not pass between the pressure piston 16 via the channel 16 5 and hydraulic cylinder 2 can flow upwards, so that liquid flows out of the groove 9 past the sealing ring 11 into this gap.
  • FIG. 1 a section of the sealing area in the pressure piston 5 is shown in more detail in FIG.
  • the groove 19, in which the two sealing rings 22 and 23 are inserted is wider than the diameter of the two sealing rings 22 and 23, while its height is approximately 2.5% smaller than the sum of the diameters of the two sealing rings 22 and 23 should be.
  • the two sealing rings 22 and 23 have an outer diameter which is approximately 3.0% larger than the inner diameter of the adjacent hydraulic cylinder 2.
  • the two sealing rings 22 and 23 are thus pressed tightly against the hydraulic cylinder 2 by the water pressure and, on the other hand, the pressure cylinder 5 with the hydraulic cylinder 3 is then raised by the water pressure. Through this constantly acting on the sealing rings 22 and 23. Pressure and its tight contact with the hydraulic cylinder 2 is prevented once that water through the channel 13 in the overlying gap 25 between the hydraulic cylinders 2 and 3 and through the gap 16 between the pressure piston 5 and the hydraulic cylinder 2 past the two sealing rings 22 and 23 in can penetrate the gap 25 above.
  • the sealing rings 22 and 23 in the groove 19 also ensure a further tight contact with the cylinder wall 2, so that no water can escape upwards.
  • the sealing rings are made of an elastic chloroprene polymer, such as neoprene (trademark of the Dupont company) and have a Shore A hardness of about 80. This ensures high fatigue strength and negligible permanent deformation.
  • Such hydraulic cylinders operated with water are particularly suitable for use in bathing aids with a seat which can be lowered hydraulically and moved upward in a bath tub and which are generally operated only with tap water under tap water pressure.
  • any other application is also conceivable in which hydraulic operation must be carried out with water alone and without additional lubricants.
  • the arrangement described above ensures an optimal and practically wear-free seal between the individual hydraulic cylinders. Corresponding tests with 5000 strokes have shown no deterioration in the sealing effect.

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Abstract

In order to seal telescopically nestable hydraulic cylinders which may only receive water as pressure medium, two sealing rings (12, 13) superimposed in the axial direction and having a circular cross-section are arranged in an annular groove (9) open towards the outer circumference of the cylindrical pressure piston (5), thus ensuring an optimal tightness without wearing. The groove (9), whose horizontal width is larger than the diameter of the sealing rings (12, 13), receives the water which serves as hydraulic liquid through channels (15, 16) which extend across the pressure piston (5), so that the sealing rings (12, 13) are pressed by the water pressure against the inner wall of the outlying hydraulic cylinder (2).

Description

Anordnung zur Abdichtung von Hydraulikzylindern Arrangement for sealing hydraulic cylinders
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung für die gegenseitige Abdichtung von teleskopartig ineinander verfahrbaren Hydraulikzylindern, denen als Druckmittel ausschließlich Wasser zuführbar ist, mit einer umlau¬ fenden Dichtung in einer ümfangsnut des den innenlie¬ genden Zylinder tragenden Druckkolbens.The invention relates to an arrangement for the mutual sealing of telescopically movable hydraulic cylinders, to which only water can be supplied as pressure medium, with a circumferential seal in a circumferential groove of the pressure piston carrying the internal cylinder.
Bei teleskopartig ineinander verfahrbaren Hydraulikzy¬ lindern, bei dem jeder innenliegende Zylinder mit einem Druckkolben verbunden und durch diesen verfahren wird, ist üblicherweise als hydraulisches Medium öl oder Druckluft vorgesehen, das den jeweiligen Druckkolben durch entsprechende Beaufschlagung seiner unteren Stirnfläche nach oben verfährt oder bei Druckabsenkung ein Absenken ermöglicht. Die Abdichtung der einzelnen, in jeweils einem Zylinder gleitenden Druckkolben er¬ folgt dabei durch im Druckkolben außenliegende Dichtun¬ gen, die meist als Lippendichtungen oder Simmerringe ausgebildet sind.In the case of hydraulic cylinders which can be moved telescopically one into the other, in which each inner cylinder is connected to and moved by a pressure piston, oil or compressed air is usually provided as the hydraulic medium which moves the respective pressure piston upwards by correspondingly acting on its lower end face or when the pressure drops Lowering enables. The sealing of the individual pressure pistons, each sliding in a cylinder, takes place by means of seals located outside in the pressure piston, which are usually designed as lip seals or oil seals.
Wenn als Hydraulikmedium ein öl verwendet wird, ist durch die hohe Viskosität des Mediums im allgemeinen eine Abdichtung unproblematisch, soweit Außendurchmes¬ ser des Druckkolbens und Innendurchmesser des außenlie¬ genden Hydraulikzylinders eine hinreichende Konzentri- zität aufweisen. Auch bei einer Verwendung von Druckluft als Hydraulik¬ medium bestehen wenig Probleme, da auch bei einer ge¬ ringen Undichtigkeit an der Dichtung vorbeiströmende Luft sich im Außenraum nicht störend oder unangenehm bemerkbar macht.If an oil is used as the hydraulic medium, the high viscosity of the medium means that a seal is generally unproblematic, provided the outer diameter of the pressure piston and the inner diameter of the external hydraulic cylinder have sufficient concentricity. Even when using compressed air as the hydraulic medium, there are few problems, since even with a slight leakage, air flowing past the seal does not have a disturbing or unpleasant effect in the exterior.
Erhebliche Schwierigkeiten treten jedoch dann auf, wenn als Hydraulikmedium Wasser in Form von Leitungswasser verwendet wird. Wegen der sehr geringen Viskosität von Wasser kann dieses auch durch geringste Dichtungsspalte hindurchtreten, die sich insbesondere bei solchen Tele¬ skopzylindern bei unterschiedlichen Toleranzen von Hydraulikkolben und Hydraulikzylinder oder bei einer geringfügigen Ovalität des Außenzylinders ergeben. Dar- überhinaus kann herkömmliches Leitungswasser durch un¬ terschiedliche Wasserhärte leicht zu mehr oder weniger starken Kalbablagerungen in den Dichtungsbereichen füh¬ ren, abgesehen davon, daß Wasser auch eine gewisse Ag¬ gressivität gegenüber Metallen aufweist.However, considerable difficulties arise when water in the form of tap water is used as the hydraulic medium. Because of the very low viscosity of water, this can also pass through the smallest sealing gaps, which arise in particular in the case of such telescopic cylinders with different tolerances of hydraulic pistons and hydraulic cylinders or with a slight ovality of the outer cylinder. In addition, conventional tap water can easily lead to more or less strong calf deposits in the sealing areas due to the different water hardness, apart from the fact that water also has a certain aggressiveness towards metals.
Durch mögliche Dichtungsspalte übertretendes Wasser spritzt dann aus vorhandenen Spalten zwischen den ein¬ zelnen Zylindern nach oben heraus, was üblicherweise nicht in Kauf genommen werden kann.Water which passes through possible sealing gaps then splashes up out of existing gaps between the individual cylinders, which usually cannot be accepted.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu¬ grunde, eine Anordnung zu schaffen, mit der eine opti¬ male Abdichtung derartiger teleskopartig ineinander verfahrbarer Hydraulikzylinder möglich ist, die nur einen geringen Aufwand erfordert und weitgehend war¬ tungsfrei und betriebssicher ist. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese¬ hen, daß in der sich zum Außenumfang des zylindrischen Druckkolbens hin öffnenden Ringnut mindestens ein Dich¬ tungsring mit kreisförmigem und geringfügig größerem Durchmesser als die Höhe der Nut angeordnet ist und daß die Nut, deren horizontale Breite größer ist als der Durchmesser des Dichtungsringes, über den Druckkolben durchdringende Kanäle mit dem als Hydraulikflüssigkeit dienenden Wasser derart beaufschlagt ist, daß die Dich¬ tungsringe durch den Wasserdruck an die Innenwandung des außenliegenden Hydraulikzylinders gepreßt sind.The present invention is therefore based on the object of creating an arrangement with which an optimal sealing of such telescopically movable hydraulic cylinders is possible, which requires little effort and is largely maintenance-free and reliable. To achieve this object, it is provided according to the invention that at least one sealing ring with a circular and slightly larger diameter than the height of the groove is arranged in the annular groove opening towards the outer circumference of the cylindrical pressure piston and that the groove, the horizontal width of which is larger than the diameter of the sealing ring, through the pressure piston penetrating channels with the water serving as hydraulic fluid is acted on such that the sealing rings are pressed by the water pressure against the inner wall of the external hydraulic cylinder.
Es ist aber auch möglich, daß in der Ringnut zwei in axialer Richtung übereinanderliegende Dichtringe ange¬ ordnet sind.However, it is also possible for two sealing rings one above the other in the axial direction to be arranged in the annular groove.
Zweckmäßig ist es dabei, wenn die axiale Länge der Nut geringfügig kleiner ist als die Summe der Durchmesser der beiden Dichtungsringe. Es ist dabei ausreichend, wenn die Länge der Nut etwa 2,5 % kleiner ist als der Durchmesser eines Dichtungsringes bzw. der beiden über- einanderliegenden Dichtungsringe.It is useful if the axial length of the groove is slightly less than the sum of the diameters of the two sealing rings. It is sufficient if the length of the groove is approximately 2.5% smaller than the diameter of a sealing ring or the two sealing rings lying one above the other.
Ferner ist es von Vorteil, wenn der Außendurchmesser der Dichtungsringe größer ist als der Innendurchmesser des angrenzenden Hydraulikzylinders. Dabei sollte der Außendurchmesser eines Dichtungsringes etwa 2,5 % größer als der Innendurchmesser des Hydraulikzylinders sein. Mit einer derartigen Anordnung und Gestaltung sind ein¬ mal die Dichtungsringe so aufeinandergepreßt, daß aus der Nut seitlich Wasser nicht austreten kann. Darüber- hinaus werden bei entsprechendem Wasserdruck von innen die Dichtungsringe zu ihrem vollen Durchmesser so auf¬ geweitet, daß sie sich dicht an die Innenwandung des Hydraulikzylinders anlegen.It is also advantageous if the outer diameter of the sealing rings is larger than the inner diameter of the adjacent hydraulic cylinder. The outer diameter of a sealing ring should be approximately 2.5% larger than the inner diameter of the hydraulic cylinder. With such an arrangement and design, the sealing rings are pressed against one another in such a way that water cannot escape laterally from the groove. In addition, the sealing rings are expanded to their full diameter from the inside at a corresponding water pressure in such a way that they fit tightly against the inner wall of the hydraulic cylinder.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die- Dichtungsringe aus einem elastischen Chloropren-Po- lymerisat, z.B. Neopren, bestehen und ihre Shore-A- Härte etwa 80 beträgt.It has proven to be particularly advantageous if the sealing rings are made of an elastic chloroprene polymer, e.g. Neoprene, exist and their Shore A hardness is about 80.
Bei einer Anordnung mehrerer , ineinander verfahrbarer Hydraulikzylinder ist es zweckmäßig, wenn die unterhalb des den innenliegenden Hydraulikzylinder verfahrenden Druckkolbens angeordneten weiteren Druckkolben eine großvolu ige axiale Durchgangsbohrung aufweisen, um nach Verfahren des unteren Druckkolbens bis zu seinem Anschlag auch die darüberliegenden Druckkolben mit Druck zu beaufschlagen.In the case of an arrangement of a plurality of hydraulic cylinders which can be moved one inside the other, it is expedient if the further pressure pistons arranged below the pressure piston moving the inner hydraulic cylinder have a large-volume axial through-hole in order to pressurize the pressure pistons above it as well until the stop thereof after the lower pressure piston has moved.
Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Er¬ findung näher erläutert. Dabei zeigen:The structure and mode of operation of an exemplary embodiment according to the invention are explained in more detail with reference to a schematic drawing. Show:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch mehrere ineinanderlie¬ gende Hydraulikzylinder mit entsprechenden Druckkolben und je einem Dichtungsring in einer umlaufenden Nut, Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des Dichtungsbe¬ reichs in einem solchen Druckkolben.1 shows a longitudinal section through a plurality of hydraulic cylinders, one inside the other, with corresponding pressure pistons and one sealing ring each in a circumferential groove, 2 shows an enlarged section of the sealing area in such a pressure piston.
Fig. 3 einen Längsschnitt durch mehrere ineinanderlie- gende Hydraulikzylinder mit je zwei Dichtungs¬ ringen in einer Nut und3 shows a longitudinal section through a plurality of hydraulic cylinders lying one inside the other, each with two sealing rings in a groove and
Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt durch einen sol¬ chen Di.chtungsbereich.4 shows an enlarged section through such a sealing area.
Wie man aus Fig. 1 ersieht, sind beispielsweise drei teleskopartig ineinander verfahrbare Hydraulikzylinder 1, 2 und 3 vorgesehen, wobei der mittlere Hydraulikzy¬ linder 2 von einem im Hydraulikzylinder l abdichtend geführten Druckkolben 4 und der Hydraulikzylinder 3 von einem im Hydraulikzylinder 2 abdichtenden geführten Druckkolben 5 verfahren werden.As can be seen from FIG. 1, for example three hydraulic cylinders 1, 2 and 3 which can be telescoped into one another are provided, the central hydraulic cylinder 2 being provided by a pressure piston 4 sealingly guided in the hydraulic cylinder 1 and the hydraulic cylinder 3 being guided by a pressure piston guided in the hydraulic cylinder 2 5 can be moved.
Als Hydraulikflüssigkeit dient dabei ausschließlich Wasser ohne eine zusätzliche Schmierflüssigkeit, wobei das Wasser unter Druck in Richtung des Pfeiles 6 zuge¬ führt wird.Only water without an additional lubricating liquid is used as hydraulic fluid, the water being supplied under pressure in the direction of arrow 6.
Zur Abdichtung der Druckkolben 4 und 5 gegen die je¬ weils außenliegenden Hydraulikzylinder 1 bzw. 2 sind in die Druckkolben am Außenumfang Ringnuten 8 und 9 einge¬ schnitten, in die jeweils ein Dichtungsring 10 bzw. 11 eingesetzt ist. Dabei steht die Ringnut 8 über einen Kanal 12 mit der großen Durchgangsbohrung 7 und die Ringnut 9 über einen radialen Kanal 13 und einen axia¬ len Kanal 14 mit dem Flüssigkeitsraum 15 in Verbindung. Zur besseren Darstellung und Erläuterung der Dichtwir¬ kung ist in Fig. 2 ein Ausschnitt des Dichtbereiches im Druckkolben 5 näher dargestellt. Wie man daraus er¬ sieht, ist die Nut 9 breiter als der Durchmesser des Dichtringes 11, so daß sich das über die Kanäle 14 und 13 zuströmende Druckwasser über die Ringnut 9 verteilen und unter gleichmäßigem Druck den Dichtring 11 nach außen gegen die Innenwandung des Hydraulikzylinders 2 pressen kann. Der Dichtring 11 ist dabei in seinem Durchmesser geringfügig größer als die Höhe der Nut 9 und hat im gestreckten Zustand einen Außendurchmesser, der geringfügig größer ist als der Innendurchmesser des Hydraulikzylinders 2. Dadurch ist sichergestellt, daß Flüssigkeit weder über den Kanal 16 zwischen Druckkol¬ ben 5 und Hydraulikzylinder 2 nach oben strömen kann, noch daß Flüssigkeit aus der Nut 9 an dem Dichtring 11 vorbei in diesen Spalt strömt.To seal the pressure pistons 4 and 5 against the respective external hydraulic cylinders 1 and 2, annular grooves 8 and 9 are cut into the pressure pistons on the outer circumference, into each of which a sealing ring 10 or 11 is inserted. The annular groove 8 is connected via a channel 12 to the large through bore 7 and the annular groove 9 via a radial channel 13 and an axial channel 14 with the liquid space 15. For a better representation and explanation of the sealing effect, a section of the sealing area in the pressure piston 5 is shown in more detail in FIG. As can be seen from this, the groove 9 is wider than the diameter of the sealing ring 11, so that the pressurized water flowing in via the channels 14 and 13 is distributed over the annular groove 9 and, under uniform pressure, the sealing ring 11 outwards against the inner wall of the hydraulic cylinder 2 can press. The sealing ring 11 is slightly larger in diameter than the height of the groove 9 and, in the stretched state, has an outer diameter which is slightly larger than the inner diameter of the hydraulic cylinder 2. This ensures that liquid does not pass between the pressure piston 16 via the channel 16 5 and hydraulic cylinder 2 can flow upwards, so that liquid flows out of the groove 9 past the sealing ring 11 into this gap.
Da der Wasserdruck primär zum Anheben der Druckkolben 4 und 5 und der zugehörigen Hydraulikzylinder 2 und 3 dient, wird damit gleichzeitig der gleiche Druck auf die Dichtringe ausgeübt, so daß diese damit eine si¬ chere Abdichtung bewirken. Auch bei Druckabsenkung und Einfahren der Hydraulikzylinder wirkt noch ein solcher Druck auf die Dichtringe, daß diese ihre Dichtstellung am jeweils außenliegenden Hydraulikzylinder beibehalten und auch in diesem Zustand ein Vorbeiströmen von Wasser verhindern.Since the water pressure is primarily used to lift the pressure pistons 4 and 5 and the associated hydraulic cylinders 2 and 3, the same pressure is thus simultaneously exerted on the sealing rings, so that they thus ensure a secure seal. Even when the pressure is lowered and the hydraulic cylinders are retracted, such a pressure still acts on the sealing rings that they maintain their sealing position on the respective external hydraulic cylinder and also prevent water from flowing past in this state.
Wie man aus Fig. 3 - bei der für gleiche Teile die gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 verwendet sind - ersieht, sind zur Abdichtung der Druckkolben 4 und 5 gegen die jeweils außenliegenden Hydraulikzylinder 1 bzw. 2 in die Druckkolben am Außenumfang Ringnuten 18 und 19 eingeschnitten, in die jeweils zwei Dichtungs¬ ringe 20 und 21 bzw. 22 und 23 übereinanderliegend ein¬ gesetzt sind. Dabei steht die Ringnut 18 über einen radialen Kanal 12 mit der Durchgangsbohrung 7 und die Ringnut 19 über einen radialen Kanal 13 und einem daran anschließenden axialen Kanal 14 mit dem Flüssigkeits¬ raum 15 in Verbindung.As in FIG. 3 - in which the same reference numerals as in FIG. 1 are used for the same parts - sees, for sealing the pressure pistons 4 and 5 against the respective external hydraulic cylinders 1 and 2, cut into the pressure pistons on the outer circumference of the annular grooves 18 and 19 into which two sealing rings 20 and 21 or 22 and 23 are inserted one above the other . The annular groove 18 is connected to the through bore 7 via a radial channel 12 and the annular groove 19 is connected to the liquid space 15 via a radial channel 13 and an adjoining axial channel 14.
Zur besseren Darstellung und Erläuterung der Dichtwir¬ kung dieser Ausführungsform ist in Fig. 4 ein Aus¬ schnitt des Dichtbereiches im Druckkolben 5 näher dar¬ gestellt. Wie man daraus ersieht, ist die Nut 19, in die die beiden Dichtringe 22 und 23 eingesetzt sind, breiter als der Durchmesser der beiden Dichtringe 22 und 23, während sie in ihrer Höhe um etwa 2,5 % kleiner als die Summe der Durchmesser der beiden Dichtungsringe 22 und 23 sein soll. Darüberhinaus weisen die beiden Dichtungsringe 22 und 23 einen Außendurchmesser auf, der um etwa 3,0 % größer ist als der Innendurchmesser des angrenzenden Hydraulikzylinders 2.For a better representation and explanation of the sealing effect of this embodiment, a section of the sealing area in the pressure piston 5 is shown in more detail in FIG. As can be seen from this, the groove 19, in which the two sealing rings 22 and 23 are inserted, is wider than the diameter of the two sealing rings 22 and 23, while its height is approximately 2.5% smaller than the sum of the diameters of the two sealing rings 22 and 23 should be. In addition, the two sealing rings 22 and 23 have an outer diameter which is approximately 3.0% larger than the inner diameter of the adjacent hydraulic cylinder 2.
Wenn nun über die Kanäle 13 und 14 Wasser unter erhöh¬ tem Druck in den freien Hohlraum der Nut 19 strömt, wirkt dieser Druck auch auf die beiden Dichtringe 22 und 23, die dann durch den Wasserdruck im entgegenge¬ setzten Sinn nach außen rollen, d.h. praktisch rei¬ bungsfrei auf ihrer Nutanlagefläche sich entlangbewe- gen, bis sie mit der Innenwandung des Hydraulikzylin¬ ders 2 in Kontakt kommen.If water flows through the channels 13 and 14 under increased pressure into the free cavity of the groove 19, this pressure also acts on the two sealing rings 22 and 23, which then roll outwards in the opposite sense due to the water pressure, ie practically free of friction along its groove contact surface conditions until they come into contact with the inner wall of the hydraulic cylinder 2.
Durch den Wasserdruck werden also einmal die beiden Dichtringe 22 und 23 dicht an den Hydraulikzylinder 2 gepreßt und zum anderen wird dann der Druckzylinder 5 mit dem Hydraulikzylinder 3 durch den Wasserdruck ange¬ hoben. Durch diesen konstant auf die Dichtringe 22 und 23 einwirkenden. Druck und ihrer damit dichten Anlage an den Hydraulikzylinder 2 wird einmal verhindert, daß Wasser über den Kanal 13 in den darüberliegenden Spalt 25 zwischen Hydraulikzylinder 2 und 3 sowie durch den Spalt 16 zwischen Druckkolben 5 und Hydraulikzylinder 2 an den beiden Dichtringen 22 und 23 vorbei in den oben liegenden Spalt 25 dringen kann.The two sealing rings 22 and 23 are thus pressed tightly against the hydraulic cylinder 2 by the water pressure and, on the other hand, the pressure cylinder 5 with the hydraulic cylinder 3 is then raised by the water pressure. Through this constantly acting on the sealing rings 22 and 23. Pressure and its tight contact with the hydraulic cylinder 2 is prevented once that water through the channel 13 in the overlying gap 25 between the hydraulic cylinders 2 and 3 and through the gap 16 between the pressure piston 5 and the hydraulic cylinder 2 past the two sealing rings 22 and 23 in can penetrate the gap 25 above.
Bei einer Druckabsenkung zum Niederfahren der Hydrau¬ likzylinder wird durch die Pressung der Dichtringe 22 und 23 in der Nut 19 auch ein weiteres dichtes Anliegen an der Zylinderwandung 2 sicher gewährleistet, so daß auch dann kein Wasser nach oben austreten kann.When the pressure is lowered to lower the hydraulic cylinders, the sealing rings 22 and 23 in the groove 19 also ensure a further tight contact with the cylinder wall 2, so that no water can escape upwards.
Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn die Dichtungsringe aus einem elastischen Chlorpren-Polyme- risat, wie z.B. Neopren (Warenzeichen der Firma Dupont) hergestellt sind und eine Shore-A-Härte von etwa 80 aufweisen. Damit ist eine hohe Dauerstandsfestigkeit und eine vernachlässigbare Dauerverformung sicherge¬ stellt. Derartige, mit Wasser betriebene Hydraulikzylinder eig¬ nen sich insbesondere für die Anwendung für Badehilfen mit einem in einer Badewanne hydraulisch absenkbaren und auffahrbaren Sitz, die im allgemeinen lediglich mit Leitungswasser unter Leitungswasserdruck betrieben wer¬ den. Jedoch ist auch jede andere Anwendung denkbar, bei der ein Hydraulikbetrieb allein mit Wasser ohne zusätz¬ liche Schmiermittel erfolgen muß. In jedem Falle ist mit der vorstehend beschriebenen Anordnung eine opti¬ male und praktisch verschleißfreie Dichtung zwischen den einzelnen Hydraulikzylindern gewährleistet. Ent¬ sprechende Versuche mit 5000 Hüben haben keinerlei Nachlassen der Dichtwirkung ergeben. It has proven particularly expedient if the sealing rings are made of an elastic chloroprene polymer, such as neoprene (trademark of the Dupont company) and have a Shore A hardness of about 80. This ensures high fatigue strength and negligible permanent deformation. Such hydraulic cylinders operated with water are particularly suitable for use in bathing aids with a seat which can be lowered hydraulically and moved upward in a bath tub and which are generally operated only with tap water under tap water pressure. However, any other application is also conceivable in which hydraulic operation must be carried out with water alone and without additional lubricants. In any case, the arrangement described above ensures an optimal and practically wear-free seal between the individual hydraulic cylinders. Corresponding tests with 5000 strokes have shown no deterioration in the sealing effect.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Anordnung für die gegenseitige Abdichtung von tele¬ skopartig ineinander verfahrbaren Hydraulikzylin¬ dern, denen als Druckmittel ausschließlich Wasser zuführbar ist, mit einer umlaufenden Dichtung in einer Umfangsnut des den innenliegenden Zylinder tragenden Druckkolbens, dadurch gekennzeichnet, daß in der sich zum Außenumfang des zylindrischen Druckkolbens (4, 5) hin öffnenden Ringnut (8, 9, 18, 19) mindestens ein Dichtungsring (10, 11; 20, 21, 22, 23) mit kreisförmigem und geringfügig größerem Querschnitt als die Höhe der Nut (8, 9; 18, 19) angeordnet ist und daß die Nut (8, 9; 18, 19), deren horizontale Breite größer als der Durch¬ messer des Dichtungsringes (10, 11; 20, 21, 22, 23) ist, über den Druckkolben (4, 5) durchdringende Kanäle (7, 14, 12, 13) mit dem als Hydraulikflüs¬ sigkeit dienenden Wasser derart beaufschlagt ist, daß der Dichtungsring (10, 11; 20, 21, 22, 23) durch den Wasserdruck an die Innenwandung des außenliegenden Hydraulikzylinders (1; 2) gepreßt ist.1. Arrangement for the mutual sealing of telescopically movable hydraulic cylinders, to which only water can be supplied as pressure medium, with a circumferential seal in a circumferential groove of the pressure piston carrying the inner cylinder, characterized in that in the outer circumference of the cylindrical Pressure piston (4, 5) opening annular groove (8, 9, 18, 19) at least one sealing ring (10, 11; 20, 21, 22, 23) with a circular and slightly larger cross-section than the height of the groove (8, 9; 18, 19) and that the groove (8, 9; 18, 19), the horizontal width of which is greater than the diameter of the sealing ring (10, 11; 20, 21, 22, 23), over the pressure piston ( 4, 5) penetrating channels (7, 14, 12, 13) is acted upon by the water serving as hydraulic fluid such that the sealing ring (10, 11; 20, 21, 22, 23) is pressed against the inner wall of the external hydraulic cylinder (1; 2) is pressed.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringnut zwei in axialer Richtung über¬ einanderliegende Dichtringe (20, 21; 22, 23) ange¬ ordnet sind. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that two sealing rings (20, 21; 22, 23) lying one above the other in the axial direction are arranged in the annular groove.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Nut (18, 19) geringfügig kleiner ist als die Summe der Durchmesser der bei¬ den Dichtungsringe (20, 21; 22, 23).3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the axial length of the groove (18, 19) is slightly smaller than the sum of the diameters of the two sealing rings (20, 21; 22, 23).
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Nut etwa 2,5% kleiner ist als der Durchmesser eines Dichtungsringes.4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the length of the groove is approximately 2.5% smaller than the diameter of a sealing ring.
5. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Nut etwa 2,5 % kleiner ist als die der beiden Dichtungsring-Durchmesser.5. Arrangement according to claim 3, characterized in that the length of the groove is approximately 2.5% smaller than that of the two sealing ring diameters.
6. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Außendurchmesser der Dichtungs¬ ringe (10, 11; 20, 21; 22, 23) größer ist als der Innendurchmesser des angrenzenden Hydraulikzylin¬ ders (1; 2) .6. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the outer diameter of the sealing rings (10, 11; 20, 21; 22, 23) is larger than the inner diameter of the adjacent Hydraulikzylin¬ ders (1; 2).
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Dichtungsringe (10, 11; 20, 21; 22, 23) etwa 3 % größer ist als der In¬ nendurchmesser des Hydraulikzylinders (1; 2) .7. Arrangement according to claim 6, characterized in that the outer diameter of the sealing rings (10, 11; 20, 21; 22, 23) is approximately 3% larger than the inner diameter of the hydraulic cylinder (1; 2).
8. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Dichtungsringe (10, 11; 20, 21; 22, 23) aus einem elastischen Chloropren-Polymeri- sat bestehen. 8. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the sealing rings (10, 11; 20, 21; 22, 23) consist of an elastic chloroprene polymer.
9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Shore-A-Härte der Dichtringe etwa 80 be¬ trägt.9. Arrangement according to claim 8, characterized in that the Shore A hardness of the sealing rings is about 80 be¬.
10. Anordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung mehrerer, ineinander verfahrbarer Hydraulikzylinder (1, 2, 3) die unterhalb des den innenliegenden Hydraulikzylinder (3) verfahrenden Druckkolbens (5) angeordneten weiteren Druckkolben (4) eine großvo- lumige, axiale Durchgangsbohrung (7) aufweisen, um nach Verfahren des unteren Druckkolbens (4) bis zu seinem Anschlag auch die darüberliegenden Druckkol¬ ben (5) mit Druck zu beaufschlagen. 10. Arrangement according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that when arranging a plurality of hydraulic cylinders (1, 2, 3) which can be moved into one another, the pressure pistons (5) arranged below the hydraulic cylinder (3) moving inside (3) are arranged further pressure pistons (4 ) have a large-volume, axial through-bore (7) in order to pressurize the overlying pressure piston (5) as well after moving the lower pressure piston (4) up to its stop.
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