WO1995002776A1

WO1995002776A1 - Dichtungsanordnung

Info

Publication number: WO1995002776A1
Application number: PCT/DE1994/000789
Authority: WO
Inventors: Holger Jordan
Original assignee: Busak and Shamban GmbH and Co; Busak and Luyken GmbH and Co
Current assignee: Busak and Shamban GmbH and Co; Busak and Luyken GmbH and Co
Priority date: 1993-07-12
Filing date: 1994-07-08
Publication date: 1995-01-26
Anticipated expiration: 1996-01-12
Also published as: JPH08512392A; GR3024202T3; DE59402548D1; EP0708897A1; KR960704184A; DK0708897T3; ES2103598T3; KR100196357B1; US5735531A; DE4323266A1; DE4323266C2; EP0708897B1; ATE152224T1

Abstract

Eine Anordnung zum Abdichten eines Spalts (38) zwischen zwei zueinander konzentrischen, gegeneinander beweglichen Maschinenteilen (31, 36) weist in der Nut (32) einen Dichtring (10) auf, der ortsfest im Maschinenelement (31) montiert ist. Das Maschinenelement (36) ist gegenüber dem Maschinenelement (31) beweglich. Der erfindungsgemäße Dichtring (10) ist gegenüber radial und axial auf den Dichtring wirkende Kräfte flexibel. Die druckabhängigen Verformungen des Dichtrings (10) sind reversibel, d.h., bei fallendem Fluiddruck an der Hochdruckseite (H) bildet sich der Dichtring (10) selbständig in seine Ausgangsprofilierung zurück.

Description

Dichtungsanordnung

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abdichten eines Spalts zwischen zwei zueinander konzentrischen, gegeneinan¬ der beweglichen Maschinenteilen, von denen ein erstes Ma¬ schinenteil einen profilierten Abschnitt und ein zweites Ma¬ schinenteil eine dem profilierten Abschnitt gegenüberliegen¬ de glatte Anlagefläche aufweist, wobei in den profilierten Abschnitt ein Dichtring aus einem gummielastischen Material einlegbar ist, wobei der Dichtring unter Fluiddruckbeauf- schlagung in Richtung einer radial gerichteten Fläche des profilierten Abschnitts auslenkbar ist, und wobei sich die druckabhängige Auslenkung des Dichtrings bei einer Drucker¬ niedrigung selbsttätig, in Richtung der Ausgangslage des Dichtrings im drucklosen Zustand, erniedrigt. Eine derartige Anordnung zum Abdichten eines Spalts ist durch die DE-OS 21 04 859 bekanntgeworden.

Bei der bekannten Dichtungsanordnung liegt ein Dichtring im Einbauzustand mit einer Dichtkante an einer Anlagefläche des einen Maschinenteils und in einer Ringnut des anderen Ma¬ schinenteils am Nutgrund mit bestimmter Vorspannung an. Die Querschnittsform des bekannten Dichtrings weist einen zum Nutgrund ausgerichteten Abschnitt und einen zur Dichtfläche ausgerichteten Abschnitt auf, die über einen dehnbaren Mit¬ telsteg miteinander verbunden sind. Die beiden Abschnitte der Querschnittsform des Dichtrings sind als Vollkörper aus¬ gebildet . Daher kann die Vorspannung des Dichtrings nicht über den am Nutgrund anliegenden Abschnitt, d.h., im Bereich einer statischen Abdichtung abgebaut werden. Eine zunehmende Druckbeaufschlagung führt daher zu einer Zunahme der radia¬ len Druckkomponente auf die Dichtkante, so daß die Druckbe¬ lastung des bekannten Dichtrings an der Dichtkante propor¬ tional zur Druckbeaufschlagung steigt. Eine Hochdruck-Beauf¬ schlagung des bekannten Dichtrings ist daher nicht möglich.

Weiterhin ist aus der DE-GM 18 71 830 eine Dichtungsan¬ ordnung für zwei gegeneinander bewegliche Maschinenteile mit einem auslenkbaren Dichtring bekanntgeworden. Unter einer Druckbeaufschlagung wird der bekannte Dichtring an die nie- derdruckseitige Nutflanke gedrückt. Aufgrund der Quer¬ schnittsform des Dichtrings, einem Vollkörper mit konkav ausgebildeten Seitenflächen, wird der Dichtring unter Druck¬ beaufschlagung in der Nut verpresst . Die Verpressung des Dichtrings führt zu einer Zunahme der radialen Druckkompo¬ nente und einer verstärkten Belastung der Dichtkante. Auch aus der DE-OS 40 38 619 ist eine Anordnung zum Abdich¬ ten eines Spalts bekanntgeworden. Bei der bekannten Dich¬ tungsanordnung wird ein im Querschnitt ausgebildetes Schei¬ benprofil in eine Schräglage, die Arbeitslage, verkippt, in der das Dichtungselement verkeilt und die Arbeitslage blei¬ bend inne behält . Das bekannte Dichtungselement ist maßlich so ausgelegt, daß es beim Einbau zwischen den Maschinentei¬ len sowohl vom Nutgrund des einen Maschinenelements wie auch von der Außenumfangsflache des anderen Maschinenelements be- abstandet ist . Erst beim Verschwenken des bekannten Dich¬ tungselements kommen Abschnitte des Dichtungselements in An¬ lage mit dem Nutgrund und der Außenumfangsflache, und ein Spalt zwischen den Maschinenelementen wird dabei abgedich¬ tet. Das bekannte Dichtungselement, ein Vollprofil, wird so¬ mit im Außenbereich gestaucht und im Innenbereich gedehnt .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das bekannte Dichtungselement derart weiterzubilden, daß das Reibkraft und Extrusionsverhalten im Bereich der dynamischen Abdich¬ tung verbessert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dichtring zum Nutgrund gerichtete spreizbare Absätze auf¬ weist, die den Bereich einer statischen Abdichtung bilden, wobei der Dichtring über Schnittlinien der Absätze am Nut- grund anliegend vorgespannt ist, daß die Absätze einen vom Nutgrund und den Absätzen begrenzten abgeschlossenen Ringraum bilden, und daß eine Dichtringfläche den Bereich einer dynamischen Abdichtung bildet, die proportional zur Fluiddruckbeaufschlagung druckentlastbar ist . Der erfindungsgemäße Dichtring hat damit den wesentlichen Vorteil, daß er gegenüber bekannten Abdichtelementen eine wesentlich verbesserte Flexibilität sowohl bei einer Bela¬ stung in axialer wie auch in radialer Richtung aufweist .

Unter maßlicher Interferenz ist hier das Übermaß eines Dichtrings bezogen auf den Einbauraum zu verstehen. Das heißt, ist ein Dichtring mit Übermaß gefertigt, so kann er nur unter Materialverpressung in einen Einbauraum einge¬ bracht werden. Ist ein derartiger Dichtring montiert, so liegt er unter einer gewissen Eigenvorspannung im Einbau¬ raum.

Der erfindungsgemäße Dichtring weißt eine Körpergeometrie auf, die es erlaubt, daß die Übermaße bezogen auf den profi¬ lierten Abschnitt im Bereich der statischen Abdichtung über spreizbare Absätze, die am Nutgrund anliegen, kompensiert werden. Diese Maßnahme gewährleistet, daß die Reibwerte im dynamischen Abdichtbereich kleingehalten werden können, d.h., an der dynamisch wirkenden Dichtfläche wird der Dicht- ring nicht gedehnt. Materialermüdungen sind deshalb in die¬ sem Bereich auszuschließen. Mit der erfindungsgemäßen Ausge¬ staltung des Dichtrings können deshalb große Interferenzen realisiert werden, ohne daß ein hohes Reibkräfteniveau bei Niederdruck im Bereich der dynamischen Dichtkante entsteht . Die radiale Vorspannung des erfindungsgemäßen Dichtrings ist damit flexibel über den veränderbaren Formwiderstand des Dichtrings im Bereich der statischen Abdichtung einstellbar. Weiterhin können mit dem erfindungsgemäßen Dichtring Tole¬ ranzen in einem weiten Bereich ohne eine Verschlechterung der Dichtfunktion ausgeglichen werden. Wird der erfindungs- gemäße Dichtring druckbeaufschlagt, so legt er -sich mehr oder weniger stark an einer ortsfesten Fläche im profilier¬ ten Abschnitt an, indem er sich derart verformt, daß sich im dynamischen Abdichtbereich ein Pressungsmaximum einstellt, das sich mit steigendem Druck verstärkt und der erfindungs- gemäße Dichtring liegt in einem zunehmenden Maße nur noch in Linienberührung auf der Anlagefläche des zweiten Maschinen¬ elements . Der erfindungsgemäße Dichtring kann unter Druck zur Niederdruckseite hin flexibel ausweichen, in dem er sich aus der Ausgangslage verschwenkt, um bei fallendem Druck wieder in die Ausgangslage zurückzuschwenken. Das heißt, mit steigendem Fluiddruck ist eine Entlastung der dynamischen Dichtfläche bzw. Dichtkante möglich und die dynamischen Be¬ rührungspunkte lassen sich verbessert schmieren, weil das unter druckstehende Medium bis an die Dichtkante ungehindert vordringen kann.

In einer bevorzugten Weiterbildung ist der profilierte Ab¬ schnitt eine zur Anlagefläche offene Nut, die zur Hochdruck¬ seite H hin offen ist und einen Nutgrund- und eine nieder- druckseitige Nutflanke aufweißt, oder von einer hochdruck- seitigen Nutflanke, einer niederdruckseitigen Nutflanke und einem die Nutflanken verbindenten Nutgrund gebildet ist.

Dies hat den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Dichtring auch in die dichtungstechnisch einfachste Nutform einbring¬ bar ist und somit einem weiten Einsatzspektrum in der allge¬ meinen Dichtungstechnik zur Verfügung steht .

In einer weiteren Ausführungsform weißt der Dichtring, im Querschnitt gesehen, im Bereich der dynamischen Abdichtung eine druckresistente und im Bereich der statischen Abdich- tung eine stark druckbeeinflußbare Körpergeometrie auf .

Dies hat den Vorteil, daß im Bereich der dynamischen Dicht¬ kante die erfindungsgemäßen Dichtringkonturen weitgehend druckunabhängig stabil sind. Der erfindungsgemäße Dichtring läßt sich deshalb durch bestimmte Vorgaben theoretisch gut auslegen und diese Auslegungswerte werden danach im Praxis- betrieb auch dauerhaft erreicht.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die druckbeeinflußbaren Körpergeometrien von Dichtringabschnit¬ ten gebildet, die derart zueinander ausgerichtet sind, daß sie druckabhängig veränderbare Winkel definieren.

Dies hat den Vorteil, daß die Dichtringabschnitte wie "Scharniere" funktionieren, die sich druckabhängig mehr oder weniger stark öffnen oder schließen. Durch das gummielasti¬ sche Material, z.B. Polyurethan, oder eine Mischung von ver¬ schiedenen gummielastischen Materialien, die auch in Teilbe¬ reichen des Dichtrings in reiner Form angeordnet sein kön¬ nen, ist es möglich, daß der erfindungsgemäße Dichtring die Dichtfunktion immer druckangepaßt übernimmt .

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bildet der Dichtring bei einer Fluiddruckbeaufschlagung mit der Anlage¬ fläche des zweiten Maschinenteils einen sich zur Hochdruck¬ seite H hin öffnenden, in der Größe druckabhängigen, Keils¬ palt .

Dies hat den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Dichtring druckentlastbar ist, d.h., je höher der Fluiddruck den Dichtring belastet, desto größer ist die Entlastung der Dichtkante. Über diese Maßnahme werden die Reibwerte zwi¬ schen Dichtring und Anlagefläche klein gehalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Dichtring, im Querschnitt gesehen, von einer Dichtringfläche, die zur An¬ lagefläche hinweißt, von an die Dichtringfläche angrenzenden geneigt auseinanderlaufenden ersten und zweiten Kegelflä¬ chen, von an die ersten und zweiten Kegelflächen angrenzen¬ den geneigt aufeinanderzulaufenden dritten und vierten Ke¬ gelflächen und von sich daran anschließenden geneigt ausein¬ anderlaufenden ersten und zweiten Absätzen gebildet, wobei die Absätze zum Nutgrund weisend unter einem Winkel mitein¬ ander verbunden sind.

Diese konkrete geometrische Ausgestaltung des erfindungsge¬ mäßen Dichtrings hat den Vorteil, daß der Dichtring einfach zu fertigen ist und daß Schnittlinien von den aneinander- grenzenden Kegelflächen gebildet werden, die im Betrieb die Funktion einer Dichtkante, eines Schwenkpunktes, eines Ab¬ standhalters, eines Gelenks usw. übernehmen können.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist der Dichtring symmetrisch aufgebaut. Dies hat den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Dichtring erleichtert montiert werden kann, ohne daß auf eine bestimmte Einbaulage geachtet werden müßte.

In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung sind die Absätze auf der Hochdruckseite H und der Niederdrucksei¬ te N unterschiedlich lang und / oder breit ausgebildet . Dies hat den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Dichtring über die Dimensionierung der Absätze an spezielle Dichtungs- problematiken einfach anpaßbar ist und unterschiedlichste Dichtungsprobleme somit einfachst gelöst werden können. Die vorteilhafte symmetrische Ausgestaltung des Dichtrings wird dabei aufgegeben, um ein fallspezifisches Problem lösen zu können.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Dichtring jeweils zur niederdruckseitigen Nutflanke ausgerichtete Ke¬ gelflächen auf, die in Verbindung miteinander einen Winkel einschließen. Dies hat den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Dichtring auch in axialer Richtung gesehen hochflexibel ist und druckabhängig verschiedenste Arbeitslagen im Nutraum einnehmen können. Diese veränderten Arbeitslagen stellen sich je nach Druck kontinuierlich ein.

Eine besondere Verwendung des erfindungsgemäßen Dichtrings ergibt sich für Drehdurchführungen in der Hydraulik, insbe¬ sondere bei Baggern und ähnlichen Geräten

Der erfindungsgemäße Dichtring entspricht damit allen erwei¬ terten Anforderungen, die im Hydraulikbereich gestellt wer¬ den. Der Dichtring besteht im Bereich der dynamischen Dicht- kante aus einem Vollprofil und im Bereich der statischen Dichtkante bzw. Dichtkanten aus einem zerklüfteten Profil. Ein bevorzugtes Profil ergibt sich dadurch, daß an den radi¬ al gerichteten Flanken des Dichtrings Kegelflächen aneinan¬ dergereiht werden. Ist der erfindungsgemäße Dichtring symme¬ trisch aufgebaut, so ist die Montagerichtung beliebig. Weißt der erfindungsgemäße Dichtring zwei Absätze (Dichtlippen) auf, so wird die sich im drucklosen Betriebszustand ergebene Interferenz im statischen Abdichtungsbereich kompenziert. Dies ermöglicht die Realisation großer Interferenzen, ohne daß ein hohes Reibungsmoment bei Niederdruck entstehen wür¬ de. Eine Beabstandung des Dichtprofils von den Nutflanken unterstützt die Flexibilität des Dichtprofils. Bei Druckbe¬ aufschlagung kommt es zu einem Verschwenkvorgang des erfin¬ dungsgemäßen Dichtrings im Einbauraum, der durch definiert erzeugte Spannungen im Dichtprofil die Belastung an der dy¬ namischen Dichtkante vorteilhaft beeinflußt, indem ein loka¬ les Pressungsmaximum ausgebildet wird. Durch den Verschwenk¬ vorgang wird die Pressungsverteilung im Bereich der dynami¬ schen Dichtfläche so eingestellt, daß sich vor der eigentli¬ chen Dichtkante ein Schmierfilm bilden kann. Eine große ra¬ diale Anlagefläche an der niederdruckseitigen Nutflanke und das zusätzliche Verstemmen durch den Verschwenkvorgang brin¬ gen eine hohe Sicherheit gegen Verdrehen (Lagefixierung im profilierten Abschnitt) . Mit dem erfindungsgemäßen Dichtring lassen sich niedrige Reibmomente realisieren, der Dichtring ist hoch Druck belastbar, er ist verschleiß- und extrusions- fest und robust bei der Montage. Einer Alterung des gummi¬ elastischen Materi- als kann über die scharnierartigen Ab¬ sätze im statischen Abdichtungsbereich ausgeglichen werden (PUR-Kompressionsset-Ausgleich) . Schließlich sei noch die Unempfindlichkeit im Abdichtverhalten bei maßlichen Toleran¬ zen der Maschinenteile bzw. beim erfindungsgemäßen Dichtring erwähnt.

Der Erfindungsgedanke erfaßt auch Dichtringquerschnittsfor- men eines Lippendichtrings mit Berührungslinien (z. B. Vier- lippendichtring) oder einer Doppel-T-Form, sofern diese Querschnitte so ausgelegt sind, daß Interferenzen von Dicht- ring zu Einbauraum im drucklosen Zustand im Bereich der sta¬ tischen Abdichtung abbaubar sind, und daß der erfindungsge¬ mäße Dichtring im fluiddruckbeaufschlagten Zustand reversi¬ bel zu einer niederdruckseitigen Stützfläche auslenkbar ist. Die Auslenkung kann auch ein Abrollvorgang sein und an sich bekannte Dichtquerschnittsformen können dadurch vom hier an¬ gesprochenen Erfindungsgedanken Gebrauch machen, indem sie über die Länge und/oder Breite der Querschnittsform unter Druckbelastung unterschiedlich stark reversibel deformierba¬ re Materialien, Materialabschnitte oder Materialzusätze auf¬ weisen und dadurch ein Einbau- bzw. Betriebsverhalten einne- hemen, das in den Patentansprüchen formuliert ist. Die druckbeeinflußbare Körpergeometrien können auch durch Aus¬ nehmungen beliebiger Art erzeugt werden und können die unter definierten Winkeln aneinandergrenzende Abschnitte bzw. Flä¬ chen ersetzen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung der bei¬ gefügten Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter. Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbei- spielen näher erläutert . Es zeigt: Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Dichtring im Querschnitt ohne einen Einbauraum, für den dieser Dichtring vorgesehen ist;

Fig. 2 einen erfindungsgemäßen Dichtring im Querschnitt, wie er im Nutraum eines ersten Maschinenteils mon¬ tiert ist;

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Dichtring im Querschnitt, wie er im Nutraum eines ersten und zweiten Maschi¬ nenelements montiert ist;

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Dichtring im Querschnitt im Nutraum zwischen zwei Maschinenelementen unter Druckbeaufschlagung, mit einem Druck P-_^;

Fig. 5 einen erfindungsgemäßen Dichtring im Querschnitt, unter Druckbelastung mit einem Druck P₂ , der größer ist P-_ .

Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen den erfindungsge¬ mäßen Gegenstand teilweise stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die Gegenstände der einzel¬ nen Figuren und Abschnitte des erfindungsgemäßen Dichtrings sind teilweise stark vergrößert und überzogen stark verformt dargestellt, damit die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Dichtrings besser gezeigt werden kann.

Fig. 1 zeigt einen Dichtring 10 aus gummielastischem Materi¬ al, der eine Dichtringfläche 11 aufweist, an die sich eine erste Kegelfläche 12 und eine zweite Kegelfläche 13 an- schließen. Die erste und zweite Kegelfläche 12, 13 verlaufen geneigt auseinander und an die Kegelflächen 12, 13 schließen sich dritte und vierte Kegelflächen 14, 15 an, die aufeinan¬ der zulaufen. An die dritten und vierten Kegelflächen 14, 15 schließen sich Absätze 16, 17 an, die unter einem Winkel ß-_ mit den Kegelflächen 14, 15 verbunden sind. Die Absätze 16, 17 sind unter einem Winkel o_₁ miteinander verbunden.

Die Dichtringfläche 11 bildet mit der ersten und zweiten Ke¬ gelfläche 12, 13 Schnittlinien 18, 19, die im Einsatz die Funktionen von Dichtkanten übernehmen. Die Kegelflächen 12, 13 bilden mit den dritten und vierten Kegelflächen 14, 15 Schnittlinien 23, 24, die im Einsatz Anlagelinien an ortsfe¬ sten Nutflanken bilden können.

Die Absätze 16, 17 weißen ebenfalls Schnittlinien 20, 21, 22, 25 auf, die im Einsatz die Funktion von statisch wirken¬ den Dichtkanten übernehmen können.

Der in Fig. 1 gezeigte Dichtring 10 ist symmetrisch bezüg¬ lich der Symmetrieachse 26 aufgebaut.

Fig. 2 zeigt den Dichtring 10, wie er in einem ersten Ma¬ schinenteil 31 in einer Nut 32 eingebaut ist. Der Dichtring 10 weißt gegenüber der Nut 32 ein Übermaß auf. Wird der Dichtring 10 in die Nut 32 eingebracht, so müssen die Absät¬ ze 16, 17 auseinandergespreizt werden, damit die Interferenz im statischen Abdichtungsbereich abgebaut werden kann. In der in Fig. 2 gezeigten Einbaulage ist der Dichtring 10 am Nutgrund 33 vorgespannt. Der Dichtring 10 liegt über die Schnittlinien 20, 21 am Nutgrund 33 an, und die Absätze (16, 17) und der Nutgrund (33) begrenzen einen Ringraum (27) . Die Schnittlinien 20, 21 haben die Funktion statisch wirkender Dichtkanten. Über die Schnittlinien 22, 23 liegt der Dicht¬ ring 10 an einer niederdruckseitigen Nutflanke 34 an.

Durch den Einbau des Dichtrings 10 in die Nut 32 hat sich der Winkel a₂ gegenüber dem Winkel _λ aus Fig. 1 vergrößert. Der Winkel ß₂ hat sich gegenüber dem Winkel ß₁ aus der Fig. 1 verkleinert.

In der Fig. 2 ist mit H die Hochdruckseite gekennzeichnet und mit N die Niederdruckseite. In der Fig. 2 ist der Dicht- ring noch nicht fluiddruckbeaufschlagt .

Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Dichtring 10 in Einbaula¬ ge zwischen dem ersten Maschinenelement 31 und einem zweiten Maschinenelement 36. Die Maschinenelemente 31, 36 sind be¬ züglich der Achse 37 konzentrisch ausgelegt. Der Dichtring 10 dichtet einen Spalt 38 zwischen den Maschinenelementen 31, 36 ab. Der Dichtring 10 liegt im statischen Abdichtungs- bereich mit den Absätzen 16, 17 am Nutgrund 33 an und im dy¬ namischen Abdichtungsbereich liegt der Dichtring 10 mit der Dichtringfläche 11 auf einer Anlagefläche 39 des zweiten Ma¬ schinenelements 36 auf. In der gezeigten Stellung der Fig. 3 ist der Dichtring 10 noch nicht fluiddruckbeaufschlagt . Ge¬ genüber der Darstellung in Fig. 2 hat sich der Winkel a₃ weiter gegenüber dem Winkel a₂ vergrößert, d. h. , eine maß¬ liche weitere Interferenz, die durch den Einschub des Ma¬ schinenelements 36 auszugleichen ist, wird über ein weiteres Verschwenken der Absätze 16, 17 im statischen Abdichtungsbe¬ reich ausgeglichen. Der Winkel ß₃ hat sich gegenüber dem Winkel ß₂ aus der Fig. 2 noch weiter verkleinert. Der Dicht- ring selbst liegt weitgehend druckfrei an der niederdruck- seitigen Nutflanke 34 an. Der Dichtring 10 ist in der Fig. 3 noch nicht fluiddruckbeaufschlagt.

Fig. 4 zeigt den erfindungsgemäßen Dichtring 10 unter Druck¬ belastung von der Hochdruckseite H. Der Dichtring 10 wird in Pfeilrichtung mit einem Druck Ε>₁ belastet. Über den Fluid- druck P-_L wird der Dichtring 10 verstärkt an die Nutflanke 34 gedrückt . Auf Grund der Profilgebung des erfindungsgemäßen Dichtrings 10 wird der Dichtring 10 zur Niederdruckseite N hin verschwenkt und gegenüber der Anlagefläche 39 bildet sich ein erster Keilspalt 41 aus, der sich zur Hochdrucksei¬ te H hin öffnet. Die Schnittlinie 18 übernimmt die Funktion einer dynamischen Dichtkante. Der Dichtring 10 liegt über eine Linienberührung auf der Anlagefläche 39 auf. Der Winkel α₄ hat sich weiter gegenüber dem Winkel c_₃ verändert, weil sich über den Fluiddruck P-_ die Lage der Absätze 16, 17 im Druckbereich verändert hat. Der Winkel ß₄ hat sich qualita¬ tiv gegenüber dem ß₃ vergrößert, weil über den Fluiddruck l?₁ der Dichtring 10 verstärkt an die niederdruckseitige Nut¬ flanke 34 gedrückt ist. Das unter Druck stehende Fluid kann in den ersten Keilspalt 41 eindringen und somit eine gute Schmierung der Schnittlinie 18 gewährleisten.

Fig. 5 zeigt den erfindungsgemäßen Dichtring 10 unter Druck¬ belastung mit einem Fluiddruck P₂ , der größer ist als der Fluiddruck P₁ aus der Fig. 4. Über den von der Hochdrucksei¬ te H hin anstehenden Fluiddruck P₂ wird der Dichtring 10 noch stärker an die niederdruckseitige Nutflanke 34 gedrückt und der Winkel ß₅ verändert sich weiter gegenüber dem Winkel ß₄ aus Fig. 4. Der Winkel α₅ hat sich qualitativ ebenfalls gegenüber dem Winkel ß₄ aus Fig. 4 verändert. Im Bereich der Anlagefläche 39 hat sich ein zweiter Keilspalt 43 einge- stellt, der gegenüber dem ersten Keilspalt 41 aus Fig. 4 vergrößert ist. Über die Absätze 16, 17 läßt sich der Dicht¬ ring 10 stark druckabhängig verformen. Diese Verformung ist reversibel und bildet sich bei fallendem Druck zurück.

Eine Anordnung zum Abdichten eines Spalts 38 zwischen zwei zueinander konzentrischen, gegeneinander beweglichen Maschi¬ nenteilen 31, 36 weißt in der Nut 32 einen Dichtring 10 auf, der ortsfest im Maschinenelement 31 montiert ist. Das Ma¬ schinenelement 36 ist gegenüber dem Maschinenelement 31 be¬ weglich. Der erfindungsgemäße Dichtring 10 ist gegenüber ra¬ dial und axial auf den Dichtring wirkende Kräfte flexibel. Die druckabhängigen Verformungen des Dichtrings 10 sind re¬ versibel, d.h. , bei fallendem Fluiddruck an der Hochdruck¬ seite H bildet sich der Dichtring 10 selbständig in seine Ausgangsprofilierung zurück.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e

Anordnung zum Abdichten eines Spalts (38) zwischen zwei zueinander konzentrischen, gegeneinander bewegli¬ chen Maschinenteilen (31, 36) , von denen ein erstes Maschinenteil (31) einen profilierten Abschnitt (32) und zweites Maschinenteil (36) eine dem profilierten Abschnitt (32) gegenüberliegende glatte Anlagefläche (39) aufweist, wobei in den profilierten Abschnitt (32) ein Dichtring (10) aus einem gummielastischen Ma¬ terial einlegbar ist, wobei der Dichtring (10) unter Fluiddruckbeaufschlagung in Richtung einer radial ge¬ richteten Fläche (34) des profilierten Abschnitts (32) auslenkbar ist, und wobei sich die druckabhängige Aus¬ lenkung des Dichtrings (10) bei einer Druckerniedri¬ gung selbsttätig, in Richtung der Ausgangslage des Dichtrings (10) im drucklosen Zustand, erniedrigt

dadurch gekennzeichnet,

daß der Dichtring (10) zum Nutgrund (33) gerichtete spreizbare Absätze (16, 17) aufweist, die den Bereich einer statischen Abdichtung bilden, wobei der Dicht¬ ring (10) über Schnittlinien (20, 21) der Absätze am Nutgrund (33) anliegend vorgespannt ist,

daß die Absätze (16, 17) einen vom Nutgrund (33) und den Absätzen (16, 17) begrenzten abgeschlossenen Ring¬ raum (27) bilden, und daß eine Dichtringfläche (11) den Bereich einer dynamischen Abdichtung bildet, die proportional zur Fluiddruckbeaufschlagung druckentlastbar ist .

Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Dichtring (10) , im Querschnitt gese¬ hen, im Bereich der dynamischen Abdichtung eine druck- resistente und im Bereich der statischen Abdichtung eine stark druckbeeinflußbare Körpergeometrie auf¬ weist .

Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die druckbeeinflußbaren Körpergeometrien von Dichtringabschnitten (12, 13, 14, 15, 16, 17) ge¬ bildet sind, die derart zueinander ausgerichtet sind, daß die Dichtringabschnitte (12, 13, 14, 15, 16, 17) druckabhängig veränderbare Winkel (a_λ , a₂ , 0-_{3 >} ^a _{4 >} ^a ₅ > H.₁ , ß₂ , ß₃ , ß₄ , ß₅) definieren.

Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (10) mit der Anlagefläche (39) bei einer Fluiddruckbeaufschlagung einen sich zur Hochdruckseite H hin öffnenden, in der Größe druckabhängigen, Keilspalt (41; 43) bildet.

Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (10) , im Querschnitt gesehen, von einer Dichtringfläche (11) , die zur Anlagefläche (39) hinweist, von an die Dicht- ringfläche (11) angrenzenden geneigt auseinanderlau¬ fenden ersten und zweiten Kegelflächen (12, 13) , von an die ersten und zweiten Kegelflächen (12, 13) an¬ grenzenden geneigten aufeinander zulaufenden dritten und vierten Kegelflächen (14, 15) und von sich daran anschließenden geneigt auseinander laufenden ersten und zweiten Absätzen (16, 17) gebildet ist, wobei die Absätze (16, 17) zum Nutgrund (33) weisend unter einem Winkel {.a_{l t} a₂ , a₃ , α₄ , α₅) miteinander verbunden sind.

Dichtungsanordnung nach der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (10) symmetrisch aufgebaut ist .

Dichtungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Absätze (16, 17) auf der Hochdruck¬ seite H und/oder der Niederdruckseite N unterschiedlich lang und/oder breit ausgebildet sind.

Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (10) , jeweils zur niederdruckseitigen Nutflanke (34) ausgerichtet, Kegelflächen (13, 15, 12, 14) aufweist, die einen Win¬ kel (ß_x, ß₂ , ß₃ , ß₄ , ß₅) einschließen.

Verwendung der Dichtungsanordnung nach einem der An¬ sprüche 1 bis 8 für Drehdurchführungen in der Hydrau¬ lik.