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Die Erfindung betrifft eine Ringdichtung zwischen zwei planparallelen Dichtflächen mit einem ringförmigen, in einer Nut der einen Dichtfläche angeordneten, gegen die Gegendichtfläche gepressten. gummielastischen Dichtelement, insbesondere O-Ring und mindestens einem ringförmigen, aus härterem Werkstoff gefertigten, in derselben Nut auf der dem abzudichtenden Medium entgegengesetzten Seite des Dichtelementes angeordneten, von und zu der Nutöffnung verschiebbaren Sperrelement, das bei ungequetschtem bzw. nur von der Einbaupressung druckbeaufschlagtem Dichtelement von der Gegendichtfläche absteht, dagegen bei gequetschtem bzw. in einem bestimmten Grad über die Einbaupressung hinaus druckbeaufschlagtem Dichtelement von diesem gegen die Gegendichtfläche angdrückbar ist und den Trennspalt zwischen den Dichtflächen abschliesst.
In einer bekannten, zwischen zwei zylindrischen Dichtflächen angeordneten Ringdichtung dieser Art ist zu beiden Seiten des ringförmigen, gummieiastischen Dichtelementes je ein ringförmiges, von und zu der Gegendichtfläche verschiebbares Sperrelement aus härterem Werkstoff angeordnet, das bei ungequetschtem Dichtelement von der Gegendichtfläche absteht, dagegen bei gequetschtem Dichtelement durch den von diesem ausgeübten Druck gegen die Gegendichtfläche angedrückt wird und dabei den Trennspalt zwischen den Dichtflächen abschliesst, d. h. die Einquetschung des Dichtelementes in diesen Trennspalt verhindert. Bei dieser bekannten Ringdichtung ist jedoch das ringförmige Sperrelement als verformbarer, insbesondere mehrteiliger, aus aneinander angelenkten Segmenten zusammengesetzter Ringkörper ausgebildet.
Eine solche Ausführung ist aber ziemlich aufwendig und weist ferner den Nachteil auf, dass das gummielastische Dichtelement, insbesondere bei höheren Drücken, zwischen den einzelnen Teilen bzw. Abschnitten des Sperrelementes eingeklemmt und dadurch beschädigt bzw. zerstört werden kann. Ausserdem ist bei dieser bekannten Ringdichtung die dem Dichtelement zugekehrte Seitenfläche des Sperrelementes senkrecht zu den beiden Dichtflächen gerichtet. Infolgedessen ist das Ausschieben des Sperrelementes aus der Aufnahmenut der Dichtfläche bzw. die Anpressung des Sperrelementes gegen die Gegendichtfläche unter Einwirkung des vom gequetschten Dichtelement ausgeübten Druckes sehr problematisch, da dieser Druck auf eine senkrecht zur Verschieberichtung verlaufende Fläche wirkt.
Es kann sogar vorkommen, dass das Sperrelement, insbesondere bei plötzlich eintretenden, höheren Drücken, festgeklemmt und daran gehindert wird, mit der Gegendichtfläche in Berührung zu kommen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ausgehend von einer Ringdichtung der eingangs genannten Art die vorstehend beschriebenen Nachteile der bekannten Ausführung zu beheben und eine Ringdichtung zu schaffen, die in Verbindung mit einer einfacheren und wirtschaftlicheren Ausbildung des Sperrelementes sowohl die Beschädigung des Dichtelementes durch das Sperrelement verhindert, als auch eine leichte Verschiebung und eine sichere Anpressung des Sperrelementes gegen die Gegendichtfläche bei beliebigen Drücken gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das einstückige, als starrer, unverformbarer, in sich geschlossener Ringkörper ausgebildete Sperrelement auf seiner dem Dichtelement zugekehrten Seite eine keilförmige, vom gequetschten Dichtelement durchbeaufschlagbare Schrägfläche aufweist. Bei dieser Ausführung ergibt der vom gequetschten Dichtelement auf das einteilige, unverformbare Sperrelement ausgeübte, auf dessen Schrägfläche einwirkende Druck stets eine zu den planparallelen Dichtflächen senkrechte, d. h. in der Ausschieberichtung des Sperrelementes gerichtete Kraftkomponente, die das Ausschieben des Sperrelementes und seine Anpressung gegen die Gegendichtfläche bei beliebigen Drücken gewährleistet bzw. das Verklemmen des Sperrelementes bei höheren und höchsten Drücken verhindert.
Ausserdem ist auch die Gefahr behoben, dass das Dichtelement zwischen einzelnen Teilen des Sperrelementes eingeklemmt und dadurch beschädigt bzw. zerstört wird.
Die Schrägfläche des Sperrelementes kann eben oder gewölbt sein und eventuell mit einer passenden abgeschrägten, ebenen bzw. gewölbten Seitenfläche des Dichtelementes zusammenwirken. Insbesondere kann das Sperrelement im Querschnitt die Form eines rechtwinkeligen Trapezes bzw. Dreieckes aufweisen, dessen längere, vom Dichtelement abgekehrte Parallelseite bzw. Kathete verschiebbar an der zugeordneten Seitenwand der Nut anliegt. Besonders günstig hat sich auch eine Ausführungsform erwiesen, in der das Sperrelement zumindest teilweise in einem entsprechenden Absatz des ungequetschten Dichtelementes gelagert bzw. dauernd von einem Teil des Dichtelementes untergriffen ist.
Einige bevorzugte Ausbildungen der erfindungsgemässen Ringdichtung ergeben sich aus nachstehender Beschreibung der in den Zeichnungen schematisch im Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigen : Fig. l und 2 eine Ringdichtung zwischen planparallelen Dichtflächen mit als O-Ring ausgebildetem Dichtelement und keilförmigem Sperrelement, bei ungequetschtem bzw. durch den Druck des abzudichtenden Mediums gequetschtem Dichtelement, Fig. 3 und 4 eine etwas abgewandelte Ausführungsform der Ringdichtung nach den Fig. l und 2 bei ungequetschtem bzw. durch mechanischen Druck infolge Verkleinerung des Trennspaltes zwischen den Dichtflächen gequetschtem Dichtelement und Fig. 5 und 6 eine andere Ausführungsform der Ringdichtung zwischen planparallelen Dichtflächen mit profiliertem Dichtelement und keilförmigem Sperrelement bei ungequetschtem bzw.
mechanisch gequetschtem Dichtelement.
In den Fig. 1 bis 6 sind mit--l und 2--zwei planparallele Dichtflächen bezeichnet, die voneinander
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Pumpengehäuse angeordneten, die Zahnradzapfen aufnehmenden Lagerplatte darstellt. Das hydraulische oder pneumatische Druckmedium tritt in den Trennspalt--3--zwischen den Dichtflächen--l und 2-durch die Bohrung--4--ein, die nur in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist. Um die Eintrittsbohrung --4-- des Druckmediums herum ist zwischen den Dichtflächen--1, 2-eine Ringdichtung vorgesehen, die in einer entsprechenden ringförmigen Nut--5--der Dichtfläche--l--angeordnet ist.
In den Fig. 5 und 6 ist jeweils nur der linke Querschnitt dieser ringförmigen Nut--5--dargestellt, so dass in diesen Zeichnungen der abzudichtende, vom Druckmedium beaufschlagte Teil des Trennspaltes--3--rechts liegt.
Die Ringdichtung besteht aus einem ringförmigen Dichtelement --6 bzw. 16-aus gummielastischem Material und einem ringförmigen einstückigen Sperrelement--7 bzw. 17, 27--aus härterem Werkstoff, z. B.
Hartgummi, Leder, Metall oder insbesondere Kunststoff, wie Teflon, Nylon od. dgl. Das gummielastische Dichtelement--6 bzw. 16--ist in der Nut--5--der DichtfLäche--l--angeordnet und weist eine solche Höhe auf, dass es teilweise aus der Einsetznut vorspringt. Beim Einbau wird das Dichtelement--6 bzw. 16-etwas zwischen dem Nutboden und der Gegenfläche--2--gepresst. Das härtere Sperrelement--7 bzw.
17, 27--ist ebenfalls in der Nut--5--auf der der Eintrittsbohrung --4-- für das abzudichtende Druckmedium entgegengesetzten, d. h. in den dargestellten Ausführungsbeispielen äusseren Seite des Dichtelementes--6 bzw. 16--angeordnet und weist eine Höhe auf, die vorzugsweise etwa gleich der Tiefe der Einsetznut --5-- oder auch etwas kleiner als diese Tiefe ist. Das Sperrelement--7 bzw. 17, 27--ist ausserdem in der Einsetznut--5--senkrecht zu den Dichtflächen --1,2--, d.h. von und zu der Nutöffnung beweglich geführt.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. l und 2 weist die Nut--5-in der Dichtfläche --1-- einen rechteckigen Querschnitt auf. Das gummielastische Dichtelement--6--ist als O-Ring ausgebildet. Das härtere einstückige Sperrelement--7--weist im Querschnitt die Form eines rechtwinkeligen Trapezes auf, dessen längere Parallelseite verschiebbar gegen die Seitenwand der Nut --5-- anliegt. Der rechtwinkelig zu den Parallelseiten verlaufende Schenkel des trapezförmigen Sperrelementquerschnittes ist der Gegendichtfläche - zugekehrt, während der andere dem Nutboden zugekehrte und zu den Parallelseiten geneigte Trapezschenkel eine Schrägfläche --107-- bildet.
Das Sperrelement--7--weist infolgedessen im Querschnitt eine keilförmige, sich in Richtung auf den Boden der Einsetznut --5-- verfjüngende Gestalt auf, deren Schrägfläche --107-- dem O-Ring-färmigen Dichtelement --6-- zugekehrt ist.
Bei ungequetschtem, d. h. nur durch die Einbaupressung druckbeaufschlagtem Dichtelement --6-- ist das Sperrelement --7-- vollständig in die Nut --5-- eingezogen und steht mit der Gegendruckfläche--2-- dicht in Berührung, wie insbesondere in Fig. 1 dargestellt ist. Wenn das Dichtelement --6-- durch das in den Trennspalt --3-- zwischen den Dichtflächen--1 und 2--eintretende Druckmedium beaufschlagt wird bzw. wenn der Druck dieses Mediums einen vorbestimmten Wert erreicht, wird das Dichtelement --6-- gegen das Sperrelement --7-- gedrückt, gequetscht und verformt, wie insbesondere in Fig. 2 dargestellt ist.
Dabei übt das Dichtelement --6-- auf die Schrägfläche--107--des Sperrelementes--7--einen Druck aus, dessen in
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--2-- gerichteteDruckmedium entgegengesetzten Seite des Dichtelements --6-- ab und verhindert dadurch, dass das Dichtelement --6-- in den Trennspalt --3-- zwischen den Dicht6flächen --1,2-- eingequetscht wird.
Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4 unterscheidet sich von der Ausführungsform nach den Fig. 1
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Einbaupressung hinaus gequetscht wird. Auch in diesem Fall übt das gequetschte, verformte und seitlich gegen das Sperrelement --17-- gepresste Dichtelement --6-- einen solchen Druck auf die Schräglfäche --117-des keilförmigen Sperrelementes--7--aus, dass dieses teilweise aus der Einsetznut--5--herausgeschoben und gegen die Gegendichtfläche--2--gedrückt wird. Dadurch wird der übriggebliebene Trennspalt --3--
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Dieselbe Wirkungsweise ergibt sich bei dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 3 und 4, wenn das Dichtelement --6-- vom hydraulischen oder pneumatischen Druck des durch die Eintrittsbohrung --4-einfliessenden Mediums in einem bestimmten Grad über die Einbaupressung hinaus beaufschlagt und gequetscht wird. Anderseits wirkt die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Ringdichtung in derselben oben beschriebenen Weise, wenn das Dichtelement --6-- von einem mechanischen, durch eine Verstellung der Gegendichtfläche --2--
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in Richtung auf die Dichtfläche--l--hervorgerufenen Druck über die Einbaupressung hinaus beaufschlagt und gequetscht wird.
Da die Quetschung des Dichtelementes sowohl durch einen mechanischen als auch durch einen hydraulischen bzw. pneumatischen Druck dieselbe Wirkungsweise der Ringdichtung bedingt, wird das Verhalten der nachfolgenden Ausführungsbeispiele nur an Hand von einer mechanischen Druckbeaufschlagung des Dichtelementes über die Einbaupressung hinaus beschrieben werden.
In dem Ausführungsbeispiel nach den Fig. 5 und 6 weist das Sperrelement --27-- im Querschnitt ebenfalls ein keilförmiges Profil auf, doch ist seine dem Dichtelement --16-- zugekehrte Schrägfläche
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wird, drückt es das Sperrelement --27-- durch das Zusammenwirken der zugeordneten gewölbten Schrägflächen-116, 127- so weit aus der Einsetznut --5-- heraus, dass das Sperrelement mit der Gegendichtfläche --2-- in Berührung kommt und den Trennspalt --3-- zwischen den Dichtflächen - -1, 2-- abschliesst, wie insbesondere in Fig. 6 dargestellt ist.
Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 5 und 6 wird ausserdem das Sperrelement --27-- dauernd von einem zugeordneten Teil des Dichtelementes --16-- untergriffen, der im Falle einer Druckbeaufschlagung und
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und gegen die Gegendichtfläche --2-- drückt.
In allen dargestellten Ausführungsbeispielen ist das Dichtelement--6 bzw. 16--spielfrei zwischen der zugeordneten Seitenwand der Einsetznut --5-- einerseits und dem Sperrelement-7 bzw. 17, 27-anderseits angeordnet bzw. mit leichter Pressung eingespannt. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, ein begrenztes Bewegungsspiel für das Dichtelement zwischen der Seitenwand der Einsetznut und dem Sperrelement zu belassen. Bei den Ringdichtungen zwischen planparallelen Dichtflächen--1, 2--nach den Fig. 1 bis 6 ist das Sperrelement auf der äusseren Seite des Dichtelementes angeordnet, da dieses von innen durch das Druckmedium beaufschlagt wird.
Es sind jedoch auch Ringdichtungen denkbar, bei denen das Dichtelement von aussen durch das Druckmedium beaufschlagt wird und infolgedessen das Sperrelement auf der inneren Seite des Dichtelementes angeordnet ist. Im Falle von Ringdichtungen, die von beiden Seiten durch das Druckmedium, z. B. abwechselnd, beaufschlagbar sind, wird beiderseits des gummielastischen Dichtelementes je ein Sperrelement angeordnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ringdichtung zwischen zwei planparallelen Dichtflächen mit einem ringförmigen, in einer Nut der einen Dichtfläche angeordneten, gegen die Gegendichtfläche gepressten, gummielastischen Dichtelement, insbesondere O-Ring, und mindestens einem ringförmigen, aus härterem Werkstoff gefertigten, in derselben Nut auf der dem abzudichtenden Medium entgegengesetzten Seite des Dichtelements angeordneten, von und zu der Nutöffnung verschiebbaren Sperrelement, das bei ungequetschtem bzw. nur von der Einbaupressung druckbeaufschlagtem Dichtelement von der Gegendichtfläche absteht, dagegen bei gequetschtem bzw. in einem bestimmten Grad über die Einbaupressung hinaus druckbeaufschlagtem Dichtelement von diesem gegen die Gegendichtfläche andrückbar
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