DE1027478B

DE1027478B - Dichtungsring

Info

Publication number: DE1027478B
Application number: DEB38822A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Franz Tuczek
Original assignee: Boge GmbH
Current assignee: ZF Boge GmbH
Priority date: 1956-01-21
Filing date: 1956-01-21
Publication date: 1958-04-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf in ihrer radialen Bewegungsmöglichkeit begrenzte, vorzugsweise geschlossene Dichtungsringe zur Abdichtung von beweglichen Maschinenteilen, z. B. Kolben und Kolbenstangen, gegen hohen im wesentlichen einseitig wirkenden hydraulischen oder pneumatischen Überdruck.

In ihrer radialen Bewegungsmöglichkeit begrenzte Dichtungsringe sind in Kolbenringanordnungen bekanntgeworden, bei denen sogenannte »gefangene L-förmige Dichtungsringe« angewendet werden. Hierbei ist ein Stützring vorgesehen, dessen Aufgabe eine Entlastung der Lauffläche des Kolbenringes vom Betriebsdruck ist. Mit dieser Entlastung ist jedoch der Nachteil verbunden, daß schon bei geringem Verschleiß der Betriebsdruck zwischen die Lauffläche des Kolbenringes und die Zylinderwand eindringen kann, wodurch die Abdichtung unwirksam wird. Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen ebenfalls von einem Stützring gehaltenen Dichtungsring zu schaffen, dessen Lauffläche zur Erzielung einer einwandfreien Abdichtung durch den Überdruck einen erhöhten Anpreßdruck erfährt, der größer ist als der Überdruck selbst und auch bei Verschleiß erhalten bleibt.

Der erfindungsgemäße Dichtungsring ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Lauffläche bildenden Dichtfläche an der dem Überdruck zugekehrten einen Stirnseite und der auf einem Stützring aufliegenden anderen Stirnseite ein druckentlasteter Hohlraum vorgesehen ist, während der der Zylinderwand abgekehrte Dichtungsringmantel unter der Wirkung des Überdruckes steht. Hiermit ist der Vorteil verbunden, daß der Überdruck den Dichtungsring im Radialschnitt gesehen wie einen Balken auf zwei Stützen, nämlich auf der Dichtkante und dem Stützring, belastet und ständig die Dichtkante an die Zylinderwand preßt. Der Dichtungsring ist vorzugsweise geschlossen und so bemessen bzw. aus einem Werkstoff derartiger Festigkeits- und Elastizitätseigenschaften hergestellt, daß er mit Übermaß eingebaut werden kann, jedoch durch die erzielte Eigenspannung kein unzulässig hoher Anpreßdruck oder Reibungswiderstand entsteht. Wird als Werkstoff ein Kunststoff verwendet, so bleibt die Eigenspannung nicht dauernd erhalten, da die meisten Kunststoffe ihre Eigenspannung verlieren, sobald größere Kräfte dauernd einwirken. Durch Verschleiß kann die Eigenspammng ebenfalls verlorengehen. Auch in diesem Falle ist eine einwandfreie Abdichtung erreichbar, da der Dichtungsring nur sehr geringe Formfestigkeit hat und im Radialschnitt gesehen um den Auflagepunkt des Stützringes kippen kann, wodurch der Dichtungsmechanismus erhalten bleibt.

Mit dem erfindungsgemäßen Dichtungsring ist zugleich der Vorteil verbunden, daß auch die axiale Dichtungsring

Anmelder:
Böge G.m.b.H., Eitorf/Sieg, Forster Str.40

Dipl.-Ing. Franz Tuczek, Eitorf/Sieg,
ist als Erfinder genannt worden

Dichtfläche einen erhöhten Anpreßdruck erfährt. Durch Unterlegen einer Dichtscheibe kann die axiale Dichtfläche auch besonders abgedichtet werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigt

Abb. 1 einen Dichtungsring zur Abdichtung eines Kolbens mit eingezeichneten hydraulischen Kräften, Abb. 2 einen solchen zur Abdichtung einer Kolbenstange mit zusätzlicher axialer Dichtscheibe und axialer Vorspannung durch eine federnde Scheibe.

Der Kolben 1 wird gegen die Zylinderwand 2 durch den Dichtungsring 3 abgedichtet, der beispielsweise aus Polyamid besteht. Im folgenden werden die auf den Dichtungsring wirkenden Kräfte im Radialschnitt betrachtet, wobei wegen der geringen Formfestigkeit des Werkstoffes die aus den Umfangskräften resultierenden Radialkräfte vernachlässigt werden.

Über dem Kolben herrscht der Flächendruck p_v der größer ist als p.₂ unter demselben. Auf die Stirnseite des Dichtungsringes wirkt eine gleichmäßig verteilte Last (Pfeile 4). Dieser Belastung wird in axialer Richtung das Gleichgewicht durch die Flächenbelastung 5 gehalten, die größer ist als 4, da die Auflagefläche kleiner ist als die Stirnfläche des Dichtungsringes. Der Dichtungsring ist an der Mantelfläche, die der Zylinderwand zugekehrt ist, auf den Durchmesser 6 abgesetzt und stützt sich auf dem Stützring 7 ab, der durch den Kolben oder ein anderes Teil gebildet ist. Zwischen Stützring 7 und Manteldurchmesser 6 entsteht ein Hohlraum 8, in dem der Druck P₂ herrscht. In radialer Richtung wird der Dichtungsring durch die mit dem Pfeil 9 angedeutete Flächenbelastung P₁ belastet, der durch die Belastung 10 an der Dichtfläche und 11 am Stützring wie bei einem Balken auf zwei Stützen das Gleichgewicht gehalten wird. Wie gezeichnet, ist 10 größer als 9 bzw. p_r Der Stützring 7 bildet vorzugsweise mit dem Mantel-

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durchmesser 6 einen kleinen Winkel, damit die Stützweite des Balkens und dadurch die Flächenpressung 10 groß wird. Die Stützweite ist in Abb. 2 noch vergrößert, indem der Mantel des Dichtungsringes ebenfalls einen Winkel mit der Wand 13 bildet. Hierdurch wird zugleich die tragende Lauffläche der Dichtfläche verkleinert und der Druck auf derselben noch weiter erhöht.

In Abb. 2 stellt die Wand 13 die Kolbenstange dar, und Teil 14 gehört zu dem Gehäuse, aus dem die Kolbenstange austritt. Der Dichtungsring 15 wird in axialer Richtung durch die Dichtscheibe 16 besonders abgedichtet und durch die Scheibe 17 sowie den Federring 18 zusätzlich angepreßt, damit auch bei geringerem Druck die Abdichtung gewährleistet ist.

Der Dichtungsring gemäß der Erfindung ist nicht auf die Ausführung beschränkt. Insbesondere kann der Dichtungsring auch jede andere Form haben, wenn er nur so ausgebildet ist, daß das Prinzip des durch den Überdruck belasteten Balkens auf zwei Stützen verwirklicht ist. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß schon beim Einbau ein Anliegen des Mantels 6 an den Stützring 7 erfolgt, sondern es genügt, wenn dieses Anliegen erst nach elastischer oder plastischer Verformung des Dichtungsringes eintritt. Auch kann der Dichtungsring sinngemäß zur Abdichtung bewegter Stirnflächen dienen, indem die Zylinderwand 2 als die eine und der Kolbenmantel als die andere relativ zu ihr bewegte Stirnfläche aufzufassen sind. Der Dichtungsring kann geschlitzt sein oder aus einzelnen Segmenten bestehen, deren Trennflächen durch hydraulischen Druck oder andere Hilfsmittel dichtend aneinandergepreßt werden.

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Claims

Patentansprüche

1. In seiner radialen Bewegungsmöglichkeit durch einen Stützring begrenzter Dichtungsring zur Abdichtung von beweglichen Maschinenteilen gegen im wesentlichen einseitig wirkenden hydraulischen oder pneumatischen Überdruck, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der die Lauffläche bildenden Dichtfläche (3 a) an der dem Überdruck (^₁) zugekehrten einen Stirnseite und der auf dem Stützring (7) aufliegenden anderen Stirnseite ein Hohlraum (8) vorgesehen ist, während der der Zylinderwand abgekehrte Dichtungsringmantel (3 b) unter der Wirkung des Überdruckes (^₁) steht.

2. Dichtungsring nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Dichtfläche durch Unterlegen einer Dichtscheibe (16) besonders abgedichtet ist.

3. Dichtungsring nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff Polyamid oder ein Werkstoff mit ähnlichen Eigenschaften verwendet wird.

4. Dichtungsring nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wand (13) zugekehrte Mantelfläche (12) des Dichtungsringes (15) mit der Wand einen Winkel bildet.

5. Dichtungsring nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anliegen eines Dichtungsringes an dem Mantel des Stützringes (7) erst nach elastischer oder plastischer Verformung des Dichtungsringes eintritt.

6. Dichtungsring nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er geschlitzt ist oder aus einzelnen Segmenten besteht.

7. Dichtungsring nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring und der Stützring sinngemäß bei der Abdichtung von bewegten Stirnflächen Verwendung finden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 613 320;

USA.-Patentschriften Nr. 2 569 777, 1 560 307;

britische Patentschriften Nr. 619 435, 452 613;

Drucksache Nr. 390 der Goetze-Werke, Friedr. Goetze AG in Burscheid b. Köln, sowie Fachzeitschrift derselben Firma, »Der Kolbenring«, Nr. 8.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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