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Rundschnurabdichtung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Rundschnurdichtung zur Abdichtung zwischen zwei relativ zu- einander bewegbaren Körpern, von denen einer zur Aufnahme der elastischen Rundschnur eine Ringnut aufweist, in welcher die Rundschnur zwischen dem Nutengrund des einen Körpers und dem andern Kör- per zusammengepresst ist, wobei der zweite Körper mit einer freien Kante entgegen einer Druckbeauf- schlagung über die Ringnut bewegbar ist. Solche elastische Rundschnüre werden aus verschiedenen ela- stischen Materialien hergestellt und üblicherweise als 0-Ringe bezeichnet.
Bei den 0-Ringabdichtungen obgenannter Art besteht die Möglichkeit, dass der 0-Ring aus seiner
Ringnut herausgeblasen werden kann, wenn sich der eine Körper mit einer freien Kante in Richtung ge- gen die Druckbeaufschlagung über die Ringnut bewegt. Der 0-Ring trachtet nämlich, den sich in die- sem Fall vergrössernden Spalt zwischen der freien Körperkante und der niederdruckseitigen Ringnutaussen- kante so lange als möglich abzudichten, was schliesslich bewirkt, dass er infolge des in Richtung auf den Spalt wirkenden Überdruckes aus der Ringnut nach aussen gepresst wird. Es wurde schon versucht, ein solches Ausblasen des Rundschnurringes dadurch zu verhindern, dass der Ring mit einer mehrteiligen
Konstruktion festgeklemmt wird. Abgesehen von dem hiezu nötigen Aufwand hat dies auch den Nach- teil, dass der Ring fast zur Gänze fest umschlossen ist.
Beim Auftreten von Quellungen des Ringmaterials, was relativ häufig vorkommt, kann sich der Ring nur in den Abdichtungsbereich gegen den abzudichtenden Körper ausdehnen, was aber zur Beschädigung des Ringes und damit zu Undichtheiten führt. Beim Einlegen des Ringes in eine normale, offene Nut ist dagegen genug freier Raum in der Nut selbst vorhanden, wo dann Volumenvergrösserungen des Ringes aufgenommen werden können.
Die Erfindung besteht darin, dass die Ringnut im Übergangsbereich zwischen der niederdruckseitigen Begrenzungswand der Ringnut und demNutengrund, wie an sich bekannt, gegen die Niederdruckseite hin belüftet ist. Auf diese Weise erfolgt die Abdichtung zwischen Hoch- und Niederdruckseite durch Anliegen des 0-Ringes am Nutengrund der Ringnut. Der durch die Abdichtung von einer Seite auf den O-Ring wirkende Überdruck hat somit keine wesentliche Komponente gegen die Nutöffnung hin.
Es sei erwähnt, dass es bei Kolben für hohen Druck bekannt ist, im Kolbenkörper, vom Druckraum aus gesehen, kleine Bohrungen vorzusehen, die den freien Bodenraum jeder Kolbenringnut mit dem Raum zwischen der Zylinderwandung und dem Aussenumfang des Kolbens verbinden. Hiedurch soll ein möglichst gleichmässiger Anpressdruck aller Kolbenringe erzielt werden. Im Gegensatz hiezu wird im Rahmen der Erfindung bei einer Rundschnurdichtung, die zwischen dem Nutengrund eines Körpers und einem andern Körper zusammengepresst ist, durch einseitige Druckentlastung der Rundschnur ein Abheben derselben vom Nutengrund und damit ein Ausblasen der Rundschnur aus der Nut verhindert.
Die erfindungsgemässe Belüftung der Nut kann auf verschiedene Weise erzielt werden, beispielsweise dadurch, dass zur Belüftung ein im Übergangsbereich mündender Ringspalt vorgesehen ist, der mit der Niederdruckseite in Verbindung steht.
Eine andere Ausführungsmöglichkeit wird darin gesehen, dass zur Belüftung eine einzige, mit der Niederdruckseite in Verbindung stehende Bohrung vorgesehen ist, die im Übergangsbereich in die Ringnut mündet.
Eine weitere Sicherheit gegen eine Bewegung des O-Ringes in Richtung gegen die Nutöffnung lässt sich erzielen, wenn die niederdruckseitige Begrenzungswand der Ringnut, wie an sich bekannt, vom
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Nutengrund weg gegen das Nutinnere geneigt ist. Ferner ist es vorteilhaft, die niederdruckseitige Begrenzungswand der Ringnut mit parallel zur Nut verlaufenden Rillen zu versehen.
Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Fig. l zeigt eine O-Ringabdichtung der bisher üblichen Art ; die Fig. 2 und 3 stellen erfindungsgemässe O-Ringabdichtungen an Kolbenschiebern dar ; Fig. 4 zeigt die erfindungsgemässe O-Ringabdichtung bei einem Hahn.
Nach Fig. 1 liegt die bisher übliche 0-Ringabdichtung, wie für einen Kolbenschieber in einer Ringnut 1 mit rechteckigem Querschnitt im Schiebergehäuse 2 als elastischer Rundschnurring 3, der den im Schiebergehäuse verschiebbaren Kolben 4 abdichtet. Der O-Ring ist dabei normalerweise zwischen dem Kolben und dem Nutengrund etwas zusammengepresst, wobei er durch den Überdruck gegen die niederdruckseitige Begrenzungswand der Ringnut gepresst wird. Bewegt sich nun der Kolben mit einer freien Kante entgegengesetzt zur Druckrichtung P über der Ringnut, so versucht der 0-Ring so lange als möglich eine Abdichtung zwischen dem Gehäuse und dem Kolben herzustellen, wobei die Abdichtung an den Punkten A und B erfolgt.
Bei der angegebenen Bewegung des Kolbens wird nun der Abstand zwischen diesen beiden Punkten immer grösser und der O-Ring wird durch den Überdruck immer
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dann beschädigt wird.
Bei der erfindungsgemäss ausgebildeten 0-Ringnut gemäss Fig. 2, ist die niederdruckseitige Begrenzungswand 5 durch einen Ringspalt 6 belüftet, der mit der Niederdruckseite des abzudichtenden Systems in Verbindung steht. DieAbdichtung erfolgt nun im Gehäuse im Punkt A am Nutengrund, weil ja die niederdruckseitige Begrenzungswand der Nut bereits zur Gänze im Niederdruckbereich liegt. Die Resultierende der durch den Überdruck auf den 0-Ring ausgeübten Kräfte hat praktisch keine Komponente in Richtung gegen die Nutöffnung hin. Die bei höheren Drücken in manchen Betriebsfällen noch im Sinne eines Ausblasens des Ringes auftretenden Kraftkomponenten können dadurch aufgehoben werden, dass man Einstiche 7 in der niederdruckseitigen Begrenzungswand vorsieht, die parallel zur Ringnut verlaufen.
In diesen Nuten kann sich der elastische Ring bei Druckeinwirkung festsetzen, so dass er geringe, gegen die Nutöffnung gerichtete Kräfte aufnehmen kann.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Kolbenschieberabdichtung gemäss der Erfindung ist die niederdruckseitige Begrenzungswand der Ringnut vom Nutengrund weg gegen das Nuteninnere geneigt. Die Entlüftung gegen die Niederdruckseite erfolgt hiebei durch eine einzige, in diese Begrenzungswand mündende Bohrung 8, deren Öffnung knapp über dem Nutengrund liegt. Bei einem der Fig. l oder 2 entsprechenden Betriebsfall erfolgt die Abdichtung wieder an den Punkten A und B, so dass, wie beim Beispiel nach Fig. 2, keine wesentlichen Ausblaskräfte auftreten. Kleinere, in Ausblasrichtung wirkende Kräfte werden durch die Neigung der niederdruckseitigen Begrenzungswand der Nut aufgenommen.
Beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 ist die erfindungsgemässe Rundschnurabdichtung an einem Hahn verwirklicht. Der 0-Ring ist im Hahngehäuse 9 vorgesehen und liegt in einer Nut 1. 0, mit praktisch trapezförmigem Querschnitt, die zum Teil durch einen Ring 11 abgeschlossen ist. Die Abdichtung erfolgt gegen ein ebenfalls im Schnitt dargestelltes Küken 12, das um seine Achse 13 drehbar ist und eine Durchlassöffnung 14 aufweist. Wenn man annimmt, dass eine Durchströmung von links nach rechts erfolgt, tritt beim Öffnen des Hahnes (gegen den Uhrzeigersinn) die Gefahr des Ausblasens des O-Ringes auf.
Erfindungsgemäss ist die niederdruckseitige Begrenzungswand 15 der Nut im Bereich des Nutengrundes 16 durch eine Bohrung 17 belüftet, die mit der Niederdruckseite des Hahnes in Verbindung steht. Ausserdem ist die niederdruckseitige Begrenzungswand gegen das Nuteninnere geneigt, d. h. sie ist gegen die Radialebene durch die Drehachse des Kükens geneigt. Erfindungsgemäss wird also durch die angegebene Nutenbelüftung ein Ausblasen des Rundschnurringes verhindert, ohne dass dieser eingespannt werden müsste.
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