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Dichtungskörper für Wellen und Kolben
Die Ausbildung geeigneter. Dichtunggkörper f-ür die ! Drucika1 > dichcung an Wellen und Kolben allei Art bereitet in der Technik grosse Schwierigkeiten. Diese sind besonders gross, wenn hohe Wel- lenid ! rebzahl'en oder grosse Kolbengeschwindigkeiten vorliegen. Es ist bekannt,, dass die gesamte Hydraulteehnik darunter leidet, dass bisher der Leckverlust nicht vermieden werden konnte.
In der Praxis und in Veröffentlichungen sind viele Arten von Abdichtungen bekannt geworden. Die moderne Technik wendet immer mehr elastische Dichtungen an, die entweder durch natürliche Vorspannung, durch Verschraubung oder durch das Druckmittel mit ihrer Lauffläche gegen, die Wellenoberfläche oder gegen die Zylin- derwand gepresst werden. Bei sich drehenden Wellen hat man derartige Dichtungen schräg zur Wellenachse angeordnet, wodurch bei den Umdrehungen der Welle der Schmierfilm fortgesetzt erneuert wird. Der Zweck solcher und derartig angeordneter Dichtungen kann jedoch nur zum Teil erreicht werden, weil die unter Druck anliegenden Dichtungsflächen unbedingt einen Schmierfilm brauchen. Schmierfilm bedingt aber Leckverlust.
Es sind auch Dichtungen bekannt geworden, deren dem Druck entgegengerichtete Fläche konisch verläuft, so dass eine spitze Kante entsteht. Aber auch bei diesen ist nicht die fwinkung einer-scharfen Lippenkante"eben, weil die Flächenanlage durch das Druckmittel unvermeidlich eintritt. Mit zunehmendem Druck wird der Schmierfilm dünner und der Leckverlust geringer, aber es entsteht dabei mehr Wärme.
Deshalb leiden auch alle Hyodrauliksysteme unter erheblichen Wärmeschwierigkeiten.
Die vorliegende Erfindung beseitigt alle diese Mängel dadurch, dass. der aus elastischem Werkstoff bestehende Dichtungskörper unlösbar mit dem Gehäuse oder dem Kolben verbunden ist und an seiner Mantelfläche zwei oder mehrerenur einige Zehntelmillimeter tiefe Ringnuten vorgesehen sind, deren eine oder beide Seiten geneigt zur Dichtungsachse stehen, wobei eine oder mehrere starke keilförmige, aber scharfkantige Nasenkanten entstehen, die mit geringem Vordruck an der abzudichtenden Fläche anliegen und wie bekannt dem Druck des Mediums ent- gegenstehen, während die übmge Mantelfläche des Dichtungskörpers von der Abdichtfläche distanziert ist und dadurch leichten Lauf gestattet, aber einseitiges Abheben der scharfen Nasenkanten verhindert.
Bei sich drehenden Wellen verläuft die Lippenkante in bekannter Weise durch. Schrägstellung oder Verformung der Dichtung wellenförmig. Die Form der Dichtung, die Winkel der Dichtlippe und die Härte und Elastizität des Werkstoffes müssen dem abzudichtenden Druck, der Wellendrehzahl oder der Kolbengeschwindigkeit angepasst werden. Bei hin-und hergehenden Wellen oder bei Kolben ist die wellenförmige Anordnung der Dichtlippe nicht erforderlich ; es kann aber notwendig sein, entgegengesetzt gerichtete Dichtlippen anzuordnen, um das Durchsaugen von öl und Schmutz zu verhindern. Sollen Kolbenstangen restlos abgedichtet werden, ist die Anordnung gegeneinander gerichteter Dichtlippen zweckmässig.
Dabei haut sich in dem Ringraum zwischen beiden Dichtlippen der höchst auftretende Druck auf, der die scharfen Lippenkanten gegen die Zylinderwand oder gegen die Wellen- oberfläche fest anlegt. Da der Druck aus dem Ringraum auch bei Unterdruck im Druckraum nicht entweichen kann, liegen die Dichtlippen stets absolut abdichtend an.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. zeigen die Fig. 1-4 verschiedene Ausführungsformen für Wellendichtungen im Schnitt und die Fig. 5-8 verschiedene Kolbendichtungen, ebenfalls im Schnitt.
In den Fig. 1 und 2 ist die rotierende Welle 1 in dem Gehäuse 2 mittels der fest eingelassenen Dichtung 3 geführt. In die elastische Dichtung 3 ist die Dichtlippe 4 wellenförmig eingearbeitet, deren Winkel an der Vorder- und Rückenfläche den gegebenen Betriebsbedingungen angepasst sind. In Druckrichtung vor der Dichtlippe 4 ist eine Ringnut 5 eingearbeitet, die nur so tief ist, dass eine geringe Ringfläche der Dichtlippe 4 dem Druck ausgesetzt ist. Dadurch wird erreicht, dass die nur mit ihrer messerscharfen Lippenkante anliegende Dichtlippe 4 kaum verformt werden und nie mit einer Fläche an der Welle 1 anliegen
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laufs der Dichtlippe 4 ständig einen neuen Schmierfilm, der fortgesetzt von der Lippenkante durchschnitten und abgeschoben wird.
In Druckrichtung hinter der Dichtlippe 4 ist, die Nut 5' vorgesehen. Die Lauffläche der Dichtung 3 ist durch die Einarbeitung der Dichtlippen 4 und der Ringnuten 5, 5'in die Führungsflächen 6 und 7 unterteilt, die ihrerseits einen leichten Lauf der Welle gestatten und für einen genügend dicken Schmierfilm sorgen. Bei andern Medien als Öl, beispielsweise Wasser oder Säuren, ist für die Dichtung 3 ein entsprechend geeigneter Werkstoff zu wählen.
In Fig. 2 ist die Anordnung von zwei gleichgerichteten hintereinander liegenden Dichtlippen dargestellt. Weiter ist gezeigt, dass die der einen Dichtlippe 4 gegenüberliegende Seitenfläche der Ringnut 5"' unter einem entgegengesetzten Winkel eingearbeitet ist. Das ist bei Sternkolbenpum- pen und-motoren vorteilhaft, weil dadurch das auf der Druckseite in den Ringraum "* eindringende Mittel nicht so schnell auf der Saugseite aus diesem entweichen kann. Es ist möglich, den zur Wärmeabfuhr erforderlichen Durchfluss des Mittels an dieser Stelle durch entsprechende
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den Dichtlippen 4 und an der dem Druckmittel abgekehrten Seite der zweiten Dichtlippe 4 sind Ringnuten 5" vorgesehen.
In den Fig. 3 und 4 sind die Verformungen der Dichtungen 3 nicht wellenförmig eingearbei- tet, weil die Wellen nicht rotieren, sondern hinund hergehen. In Fig. 3 ist eine nach'beiden Seiten wirksame Lippenanordnung dargestellt. In Fig. 4 sind gegeneinander gerichtete Dichtlip-
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gezeigt.In den Fig. 5-8 sind die entsprechenden Anordnungen und Funktionen an Kolben dargestellt.
Die gleichen Teile'sind hier mit den gleichen Bezugszeichen wie in den Fig. 1-4 bezeichnet. In diesen Figuren ist die Zylinderwand mit la und die Kolbenstange mit 2a bezeichnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Dichtungskörper für Wellen und Kolben, da, durch gekennzeichnet, dass der aus elastischem Werkstoff bestehende Dichtungskörper (3) un- lösbar mit dem Gehäuse oder dem Kolben (2) verbunden ist und an seiner Mantelfläche zwei oder mehrere-nur einige Zehntelmillimeter tie- fe-Ringnuten , J vorgesehen sind, deren eine oder beide Seiten geneigt zur Dichtungsachse stehen, wobei eine oder mehrere starke keilförmige, aber scharfkantige Nasenkanten (4) entstehen, die mit geringem Vordruck an der abzudichtenden Fläche anliegen und wie bekannt dem Druck des Mediums entgegenstehen, während die übrige Mantelfläche (6, 7) des Dichtungskörpers (3)
von der Abdichtfläche distanziert ist und dadurch einen leichten Lauf zwar gestattet, aber einseitiges Abheben der scharfen Nasenkanten (4) verhindert.