Dichtungseinrichtung mit elastischem Dichtungsring Die Erfindung betrifft eine Dichtungseinrichtung mit einem elastischen Dichtungsring, welcher mit sei nem äusseren und inneren Umfang an zwei zueinan der beweglichen Teilen dichtend zur Anlage kommt, wobei der eine Teil eine zum anderen Teil hin offene Ringnut aufweist und der Dichtungsring auf seiner dem anderen Teil zugekehrten Umfangsseite eine schmale Auflagekante besitzt.
Es ist bekannt, Dichtungsringe von rundem Querschnitt zwischen zwei zueinander bewegliche Teile dichtend einzuspannen. Abgesehen von sehr engen Toleranzen für die Herstellung von Ring und Nut, besitzt diese Art der Abdichtung den Nachteil, dass sie mit verhältnismässig grossen Reibungsverlu sten behaftet ist. Man kann zwar die Reibungsver hältnisse dadurch verbessern, dass man den Ring nur an dem einen Teil mit Vorspannung anliegen lässt und gegenüber dem anderen Teil, sowie in axialer Richtung ein Spiel vorsieht.
Eine solche Anordnung eignet sich jedoch nicht zur Abdichtung bei sich lanb sam aufbauendem Druck, da der Ring zunächst zur Anlage an einem Gegenlager gebracht werden muss, bevor er seine Dichtwirkung ausüben kann. Ferner ist ein Dichtungsring mit schmaler Auflagekante be kannt geworden, bei dem diese dem relativ zu ihm beweglichen Teil zugekehrt ist.
Auf der anderen dem Nutgrund zugekehrten Seite ist der Dichtungsring in zwei miteinander verbundene Abschnitte unterteilt, welche aussen mit Vorspannung den seitlichen Nut begrenzungswänden anliegen, während sie zum Nut grund hin Räume freilassen, in die das abzudichtende Medium gelangen kann und dadurch nach Art von Rückschlagklappen abdichtend beaufschlagt werden. Verwendet man diese Dichtungsringe z. B. zum Ab dichten in Druckluftgerätenhoher Betriebsdrücke, so zeigt sich nach dem Ablassen der Druckluft, wie @es z.
B. vor einer allfälligen Demontage der Teile zu Re visionszwecken erforderlich ist, dass die in den nut- grundseitigen Räumen eingefangene Druckluft den Dichtungsring in radialer Richtung derart stark an den andern Teil anpresst, dass der Ausbau sehr erschwert ist und im allgemeinen nur mit besonderen Vorrich tungen möglich ist. Man kann dies zwar dadurch ver meiden, dass diese Räume über einen Kanal zur Ent lüftung mit der vom Druck beaufschlagten Seite des Gerätes verbunden sind. Diese Massnahme lässt sich jedoch nicht immer anwenden, so z. B. dann nicht, wenn es sich um eine Anordnung handelt, bei wel cher abwechselnd die Druckbeaufschlagung von der einen und anderen Seite erfolgt.
Das Anbringen je eines Entlüftungskanales nach jeder Seite hin verbie tet sich hierbei, da die gegeneinander abzudichtenden Seiten über diese Kanäle ständig miteinander kom munizieren würden, so dass der Dichtungsring durch diesen Nebenschlussweg überbrückt wäre. Aber auch in denjenigen Fällen, wo die Druckbeaufschlagung nur von einer bestimmten Seite her erfolgt, ist es oft schwierig, oder gar unmöglich, den Entlüftungskanal in geeigneter Weise anzubringen. Auch kann es bei Teilen, welche symmetrisch zu einer achsnormalen Ebene ausgebildet sind, z. B.
Kolben, leicht zu einer Fehlmontage kommen, wenn nicht besonders darauf geachtet wird, dass der Entlüftungskanal nach. einer bestimmten Seite hinweisen muss. Zudem besitzt der Dichtungsring selbst eine verhältnismässig kompli zierte Form. Schliesslich ist noch ein Dichtungsring bekannt geworden, welcher an seinem inneren und äusseren Umfang einen spitzen Winkel besitzt und dazwischen konkav ausgeführt ist.
Unter Wirkung des Druckes wird der Dichtungsring an die jeweilige seitliche Nutwand flach angedrückt. Infolge der dabei in seinem mittleren Teil auftretenden Durchwölbung ergibt sich jedoch eine verhältnismässig grosse Auf lagefläche mit einem niedrigen spezifischen Anpress- druck, so dass sich bei höherem Betriebsdruck eine ungenügende Dichtwirkung ergibt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfachen und sicher wirkenden Dichtungsring zu schaffen, bei welchem die Nachteile der bekannten Ausführungen vermieden sind. Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Dichtungsring auf seiner dem Nutgrund zugekehrten Seite einen nachgiebigen Kranz aufweist,
welcher im Nutgrund mit geringer Vorspannung aufliegt und sich unter dem Überdruck des abzudichtenden Mediums ausser- dem jeweils einer der seitlichen Nutbegrenzungs- wände anschmiegt. Auf diese Weise ergeben sich ein erseits kleine Reibungsverluste, andererseits geringe Genauigkeitsanforderungen für die Herstellung des Ringes und der Nut, wobei letztere sehr schmal ge halten werden kann und keiner Entlüftungskanäle bedarf.
Anhand der in der Zeichnung angegebenen Aus führungsbeispiele sei der Erfindungsgedanke im fol genden näher erläutert. ES zeigt: Fig. 1 einen Dichtungsring gemäss der Erfindung, welcher zur Abdichtung einer in einem Lager gleiten den Stange geeignet ist, Fig. 2 einen Dichtungsring zwischen Kolben und Zylinder und Fig. 3 einen Dichtungsring für die Anwendung gemäss Fig. 1 in vergrössertem Massstab.
In Fig. 1 ist mit 1 die zylindrische Stange be zeichnet, welche im Lager 2 eine hin- und herge-. hende Gleitbewegung ausführen kann. In der ringför- migen Nut 2a des Lagers 2 befindet sich der elasti sche Dichtungsring 3, welcher auf seiner dem Nut grund zugekehrten Seite den nachgiebigen Kranz 3a aufweist.
In der unteren Figurenhälfte ist die Lage des Dichtungsringes 3 gezeigt, die er im drucklosen Zustand einnehmen würde. Hierbei liegt er den bei den Teilen 1 bzw. 2 mit seinem inneren bzw. äusseren Umfang mit geringer Vorspannung auf.
In der oberen Figurenhälfte ist die Lage des Dichtungsringes 3 zu ersehen, die er unter dem Einfluss des Druckes P durch welchen er, wie der Pfeil andeutet, von links her beaufschlagt wird, einnimmt. Hierbei liegt er an der rechten seitlichen Nutbegrenzungswand an, wobei sich sein Kranz 3a dieser Wand ausserdem an- schmiegt und die Abdichtung bewirkt.
Gleichzeitig wird dabei der Dichtungsring in zentripedaler Rich tung gegen die Stange 1 gedrückt, welche er mit sei ner inneren schmalen Auflagekante berührt. Bei einer Druckbeaufschlagung von der anderen Seite her, verhält sich der Dichtungsring in analoger spie gelbildlicher Weise, wobei sich der Kranz 3a auf die gegenüberliegende Seite umlegt.
Durch die Vorspan- nung, mit der der Dichtungsring bereits im drucklo sen Zustand den Teilen 1, 2 anliegt, ist seine Dichtfä higkeit auch bei sich langsam aufbauendem Druck sichergestellt.
In Fig. 2 ist der Dichtungsring 7 in der Nut 4a des Kolbens 4 angeordnet, wobei letzterer die Kolben stange 5 besitzt und im Zylinder 6 gleitend gelagert ist. In diesem Falle befindet sich der nachgiebige Kranz 7a des Dichtungsringes 7 auf der inneren Um fangspartie des letzteren. Die Wirkungsweise des Dichtungsringes ist hierbei die gleiche wie unter Fig. 1 beschrieben.
In der oberen Hälfte der Fig. 3 ist wiederum die Lage bei den links kommender Druck- beaufschlagung P gezeigt, während in der unteren Hälfte die Lage des Ringes im drucklosen Zustand wiedergegeben ist.
Eine besonders zweckmässige Bemessung des Dichtungsringes kann dadurch erhalten werden, wenn für die Breite (Mass a in Fig. 3) des nachgiebigen Kranzes 3a in radialer Richtung das 0,4- bis 0,6-fache der Gesamtbreite (Mass b ) des Dich tungsringes 3 wählt. Desgleichen ist es vorteilhaft, für die Dicke (Mass d ) des Kranzes 3a das 0,3- bis 0,5-fache der Gesamtdicke (Mass c ) vorzusehen.
Eine günstige Nutform, welche gleichzeitig dem Dichtungsring eine gute Führung verleiht, wird da durch erhalten, dass die Gesamtdicke (Mass c ) des Dichtungsringes das 0,3- bis 0,5-fache seiner Ge samtbreite (Mass b ) beträgt.
Die Anwendung des Dichtungsringes ist nicht auf Teile beschränkt, welche relativ zueinander eine Gleitbewegung ausführen, sondern er kann in ebenso vorteilhafter Weise auch für die Abdichtung zwischen rotierenden Teilen benutzt werden.
Sealing device with elastic sealing ring The invention relates to a sealing device with an elastic sealing ring, which comes into contact with its outer and inner periphery in a sealing manner on two moving parts together, one part having an annular groove open to the other part and the sealing ring on its the peripheral side facing the other part has a narrow support edge.
It is known to clamp sealing rings of round cross section between two mutually movable parts in a sealing manner. Apart from very tight tolerances for the production of the ring and groove, this type of seal has the disadvantage that it is afflicted with relatively large Reibungsverlu costs. You can improve the Reibungsver ratios by letting the ring rest against only one part with preload and providing a game with respect to the other part and in the axial direction.
However, such an arrangement is not suitable for sealing in the event of lanb sam building up pressure, since the ring must first be brought into contact with a counter bearing before it can exert its sealing effect. Furthermore, a sealing ring with a narrow support edge has become known in which this is facing the part that is movable relative to it.
On the other side facing the groove base, the sealing ring is divided into two interconnected sections, which rest against the lateral groove delimiting walls on the outside with pretension, while at the groove base they leave spaces into which the medium to be sealed can get and thus seal like non-return valves are applied. If you use these sealing rings z. B. to seal in compressed air devices with high operating pressures, it becomes apparent after the compressed air has been released, such as @es z.
B. Before any dismantling of the parts for re visions purposes, it is necessary that the compressed air trapped in the groove bottom-side spaces presses the sealing ring so strongly against the other part in the radial direction that the removal is very difficult and generally only with special Vorrich is possible. This can be avoided by connecting these spaces to the pressurized side of the device via a duct for ventilation. However, this measure cannot always be used. B. not if it is an arrangement in wel cher alternately the pressure is applied from one side and the other.
Attaching a ventilation channel to each side is not possible here, since the sides to be sealed against one another would constantly communicate with one another via these channels, so that the sealing ring would be bridged by this shunt path. But even in those cases where the pressure is only applied from a certain side, it is often difficult or even impossible to attach the ventilation duct in a suitable manner. It can also be used for parts that are symmetrical to a plane normal to the axis, z. B.
Pistons can easily be assembled incorrectly if special care is not taken to ensure that the ventilation duct is closed. on a specific page. In addition, the sealing ring itself has a relatively complicated shape. Finally, a sealing ring has become known which has an acute angle on its inner and outer circumference and is concave in between.
Under the effect of the pressure, the sealing ring is pressed flat against the respective lateral groove wall. As a result of the arching occurring in its middle part, however, there is a relatively large contact surface with a low specific contact pressure, so that an insufficient sealing effect results at a higher operating pressure.
The invention is based on the object of creating a simple and reliable sealing ring in which the disadvantages of the known designs are avoided. According to the invention, this is achieved in that the sealing ring has a flexible rim on its side facing the groove base,
which rests in the bottom of the groove with little pretension and, under the overpressure of the medium to be sealed, also hugs one of the side walls of the groove. In this way, on the one hand, there are small friction losses, on the other hand, low accuracy requirements for the production of the ring and the groove, the latter can be kept very narrow ge and no ventilation ducts are required.
Based on the exemplary embodiments specified in the drawing, the inventive concept will be explained in more detail in the fol lowing. It shows: Fig. 1 a sealing ring according to the invention which is suitable for sealing a rod sliding in a bearing, Fig. 2 a sealing ring between the piston and cylinder and Fig. 3 a sealing ring for the application according to FIG. 1 on an enlarged scale .
In Fig. 1, 1 is the cylindrical rod be distinguished, which in the bearing 2 a back and forth. can perform running sliding movement. In the annular groove 2a of the bearing 2 there is the elastic sealing ring 3, which has the flexible rim 3a on its side facing the groove base.
In the lower half of the figure, the position of the sealing ring 3 is shown, which it would assume in the unpressurized state. Here it rests on the parts 1 and 2 with its inner or outer circumference with a slight bias.
In the upper half of the figure the position of the sealing ring 3 can be seen, which it assumes under the influence of the pressure P by which it is acted upon from the left, as the arrow indicates. In this case, it rests against the right lateral groove delimiting wall, with its rim 3a also clinging to this wall and causing the seal.
At the same time, the sealing ring is pressed in the centripetal direction Rich against the rod 1, which he touches with his inner narrow support edge. When pressure is applied from the other side, the sealing ring behaves in an analogous mirror-image manner, with the ring 3a folding over to the opposite side.
The preload with which the sealing ring already rests on parts 1, 2 in the unpressurized state ensures its tightness even when pressure is slowly building up.
In Fig. 2, the sealing ring 7 is arranged in the groove 4a of the piston 4, the latter having the piston rod 5 and is slidably mounted in the cylinder 6. In this case, the resilient rim 7a of the sealing ring 7 is on the inner order catching part of the latter. The operation of the sealing ring is the same as that described under FIG. 1.
The upper half of FIG. 3 again shows the position when the pressure P is applied to the left, while the lower half shows the position of the ring in the unpressurized state.
A particularly useful dimensioning of the sealing ring can be obtained if for the width (dimension a in Fig. 3) of the flexible ring 3a in the radial direction 0.4 to 0.6 times the total width (dimension b) of the sealing ring 3 chooses. It is also advantageous to provide 0.3 to 0.5 times the total thickness (dimension c) for the thickness (dimension d) of the ring 3a.
A favorable groove shape, which at the same time gives the sealing ring good guidance, is obtained because the total thickness (dimension c) of the sealing ring is 0.3 to 0.5 times its total width (dimension b).
The use of the sealing ring is not limited to parts which slide relative to one another, but it can also be used in an equally advantageous manner for sealing between rotating parts.