DD267297A1

DD267297A1 - RUECKDICHTUNG

Info

Publication number: DD267297A1
Application number: DD31133287A
Authority: DD
Inventors: Hans Hinrichs; Winfried Koch; Erich Waldbauer
Original assignee: Magdeburger Armaturenwerk Arma
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1987-12-24
Publication date: 1989-04-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rueckdichtung zur Vermeidung von Leckstroemen bei gas- oder fluessigkeitsbeaufschlagten Kolbenstellmotoren in deren Endlage. Die Dichtung besteht aus einem starren Stuetzring und einem Dichtring aus flexiblem Material geringer Haftneigung, wobei der Dichtring 1 zwei winklig zueinander angeordnete Dichtlippen 2 und 3 besitzt, zwischen denen ein im Querschnitt rechteckig ausgebildeter Stuetzbund 8 angeordnet ist. Die Dichtlippe 3 liegt mit der Dichtlippenwirkzone 7 auf einer unter einem Winkel a von 30 bis 45 zur Hubachse geneigten Kolbendichtflaeche 11 des Arbeitskolbens 10 auf und verfuegt weiterhin ueber einen trichterfoermigen Zentrieransatz 5 unter einem Winkel b von 10 bis 15 gegenueber der Kolbendichtflaeche 11. Ein aus dem Mittelteil des Dichtringes 1 radial nach aussen gerichteter Stuetzbund 8 lagert auf einem in der Aufnahmenut 17 gelagerten starren Stuetzring 9 auf. Zur Druckentlastung sind auf der Kolbendichtflaeche 11 des Arbeitskolbens 10 mehrere kleine Kanaele 12 angeordnet. Fig. 1The invention relates to a back seal for preventing Leckestroemen in gas or liquid-actuated piston actuators in their final position. The seal consists of a rigid support ring and a sealing ring made of flexible material with low adhesion tendency, wherein the sealing ring 1 has two mutually angularly arranged sealing lips 2 and 3, between which a rectangular cross-section formed support collar 8 is arranged. The sealing lip 3 rests with the Dichtlippenwirkzone 7 on an inclined at an angle a from 30 to 45 to Hubachachse Kolbendichtflaeche 11 of the working piston 10 and further has a funnel-shaped centering 5 at an angle b from 10 to 15 against the piston sealing surface 11. On The center part of the sealing ring 1 directed radially outward Stuetzbund 8 superimposed on a mounted in the receiving groove 17 rigid support ring 9. To relieve pressure, a plurality of small channels 12 are arranged on the piston sealing surface 11 of the working piston 10. Fig. 1

Description

Object of the invention

Ee Ist Ziel der Erfindung, eine Rückdichtung füreinen Differentlalkolbenetellmotorelner^chnellschließendenAbsperrarmaturzu schaffen, die im Normalbetrieb das Auftreten von Steuermedium-.verlusten bei in Hubendstellung befindlichem Antriebskolben dauerhaft und sicher verhindert, leicht herstell-und montierbar ist und im Anforderungsfall die Funktionstüchtlgkeit des Antriebs als slcherheitsbestimmendas Element nicht beeinträchtigt.It is an object of the invention to provide a back seal for a differential piston type automotive engine shut-off valve which, in normal operation, permanently and safely prevents the occurrence of control medium losses when the drive piston is in the stroke end position, is easy to manufacture and assemble, and, if required, the serviceability of the drive as the health determining element not impaired.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wirksamkeit der Rückdichtung von möglichen spielbedingten Achsabweichungen &*i Antriebskolbens, der Höhe auftretender Druck· und Temperaturbelastungen und der Betätigungshäufigkeit des Stellmotors unabhängig zu machen.The invention is based on the object to make the effectiveness of the back seat of potential game-related axis deviation & * i drive piston, the height occurring pressure · and temperature loads and the frequency of operation of the servomotor independent.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß ein profilierter Dichtring aus flexiblem Material geringer Haftreibung radial verschiebbar in Zyünderboden und In der Zylinderwand des Kolbenstellmotors gelagert ist, dessen beide winklig zueinander angeordnete Dichtlippen einerseits radial am Zylinderboden, andererseits auf einer unter einem Winkel α von 30 bis 45" zur Hubachse geneigten Dichtfläche des Arbeitskolbens, wenn diese in Hubendstellung geht, zum Anliegen kommen. Während dieses Vorganges wird der Γ/ichtrlng durch einen trichterförmigen Zentrioransatz an der kolbenseitigen Dichtlippe unter einem Winkel β von 10 bis 15" gegenüber der Kolbendichtfläche in die der jeweiligen Achsabweichung des Arbeitskolbens entsprechende zetitrlsche Lage gerückt, was Deformation der Dichtzonen und bei einsetzendem Mediumdruckaufbau daraus folgende Funktionsstörungen vermeidet. Der trichterförmige Zentrieransatz dient gleichzeitig dazu, die Formstabilität der kolbenseitigen Dichtlippe soweit zu erhöhen, daß die beim Herausfahren dos Arbeitskolbens aus der Hubendstellung auftretenden Haftreibkräfte, die sich aufgrund der geneigten Dichtfläche und der bereits bei geringer Hubbewegung einsetzenden Druckentlastung rasch aufheben, zu keiner Überbelastung der Dichtlippe wie auch des Dichtringes selbst führen. Zur Gewährleistung einer ausreichenden Gesamtformbeständigkeit und Lagesicherung des Dichtrindes ist sein Mittelteil mit einem radial nach außen angeordneten Stützbund versehen, dessen Außondurchmesser kleiner als ci'e Aufnahmenut in der Zylinderwand des Kolbenstellwertes ist und der auf einem In dieser Nut gelagerten, in eine Hinterdrehung zwischen Stützbund und kolbenseitige Dichtlippe hineinragenden und radiales Spiel gewährenden starren Stützring zum Aufliegen kommt. Darüber hinaus verfügt der Arbeitskolben über mehrere kleine Kanäle, die in dem der Dichtlippenwirkzone gegenüberliegenden Bereich der Kolbendichtfläche angeordnet sind und in der druckentlasteten Zone des Zylinderbodens auslaufen, wobei die Kanäle in einem Abstand von Vj bis Vj der Breite der Dichtlippenwirkzone hinter der Einlaufkante der kulbenseitigen Dichtlippe beginnen. Durch die Anordnung der Kanäle wird der Prozeß der Druckentlastung bei einleitung der Schließbewegung des Arbeitskolbens zusätzlich unterstützt.According to the invention this is achieved in that a profiled sealing ring of flexible material low friction is mounted radially displaceable in Zyünderboden and in the cylinder wall of the Kolbenstellmotors whose two angularly arranged sealing lips on the one hand radially on the cylinder bottom, on the other hand at an angle α from 30 to 45 During this process, the Γ / ichtrlng by a funnel-shaped Zentrioransatz on the piston-side sealing lip at an angle β of 10 to 15 "relative to the piston sealing surface in which the respective Achsabweichung the working piston corresponding zetitrlsche moved position, which avoids deformation of the sealing zones and the onset of medium pressure build-up resulting malfunction. The funnel-shaped centering approach also serves to increase the dimensional stability of the piston-side sealing lip so far that occurring when moving out of the working piston from the Hubendstellung Haftreibkräfte that quickly cancel due to the inclined sealing surface and the onset already at low stroke pressure relief, no overloading of the sealing lip as well as the sealing ring itself lead. To ensure adequate overall dimensional stability and securing the position of the sealing cattle its middle part is provided with a radially outwardly arranged support collar whose outer diameter is smaller than ci'e receiving groove in the cylinder wall of the piston control value and mounted on a In this groove, in a background rotation between the support collar and piston-side sealing lip protruding and radial play granting rigid support ring comes to rest. In addition, the working piston has a plurality of small channels which are arranged in the region of the piston sealing surface opposite the sealing lip reaction zone and leak in the pressure-relieved zone of the cylinder base, wherein the channels are at a distance of Vj to Vj the width of the Dichtlippenwirkzone behind the inlet edge of the edge-side sealing lip begin. The arrangement of the channels, the process of pressure relief at the initiation of the closing movement of the working piston is additionally supported.

Ausführungsbelsplel The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment! The accompanying drawings show:

Fig. 1: Rückdichtung in Schnittdarstellung im drucklosen Zustand Fig. 2: Rückdichtung druckbelastet (Offenstellung der Armatur) Fig. 3: Anordnung der Entlastungskanäle auf der KolbendichtflächeFig. 1: Rear seal in sectional view in the unpressurized state Fig. 2: Back pressure-loaded (open position of the valve) Fig. 3: Arrangement of the discharge channels on the piston sealing surface

Die Fig. 1 zeigt die Rückdichtung eines Kolbenstellmotors einer eigen- otie'/fremdmediumbetätigten Absperrarmatur in Schließstellung, d. h. im drucklosen Zustand. Der im Zyünderboden 13 und in der Zylinderwand 16 radk I verschiebbar gelagerte Dichtring 1 aus flexiblem Material geringer Haftreibung besitzt zwei winklig zueinander angeordnete Dichtlippen 2 und 3, zwischen denen ein im Querschnitt rechteckig ausgebildeter Stützbund 8 angeordnet ist.Bei Druckbeaufschlagung (Fig. 2) liegt die Dichtlippe 2 mit ihrer leicht winkligen Dichtlippenwirkzone 4 radial auf der stirnseitigen D'chtfläche 1 * des Zylinderbodens 13 und die Dichtlippe 3 mit der Dichtlippenwirkzone 7 auf einer unter einem Winkel α von 30 bis 45° zur Huo.:chse geneigten Kolbendichtfläche 11 des Arbeitskolbens 10 an. Die Dichtlippe 3 verfügt weiterhin über einen trichterförmigen Zentrieransatz 5, der unter einem Winkel β von 10 bis 15° gegenüber der Kolbendichtfläche 11 ausläuft. Deraus dem Mittelteil des Dichtringes 1 radial nach außen gerichtete jtützbund 8 besitzt einen kleineren Außendurchmesserals die Aufnahmenut 17 in der Zylinderwand 16und liegt auf einem in der Aufnahmenut 17 gelagerten, in eine Hinterdrehung 6 der Dichtlippe 3 mit radialem Spiel hineinragenden starren Stützring 9 auf.FIG. 1 shows the return seal of a piston actuator motor of a self-actuating / foreign-medium-actuated shut-off valve in the closed position, ie in the unpressurised state. The slidably mounted in Zynernboden 13 and in the cylinder wall 16 radk I sealing ring 1 of flexible material low static friction has two mutually angularly arranged sealing lips 2 and 3, between which a rectangular in cross-section trained support collar 8 is angeordnet.Bei pressurization (Fig. 2) the sealing lip 2 with its slightly angled Dichtlippenwirkzone 4 radially on the front D'chtfläche 1 * of the cylinder base 13 and the sealing lip 3 with the Dichtlippenwirkzone 7 on an angle α from 30 to 45 ° to Huo.:chse inclined piston sealing surface 11 of the working piston 10 on. The sealing lip 3 further has a funnel-shaped centering lug 5, which expires at an angle β of 10 to 15 ° relative to the piston sealing surface 11. The jut bundle 8 directed radially outward from the middle part of the sealing ring 1 has a smaller outer diameter than the receiving groove 17 in the cylinder wall 16 and rests on a rigid support ring 9 mounted in the receiving groove 17 and projecting in a background rotation 6 of the sealing lip 3 with radial play.

Bewegt sich der Arbeitskolben 10 in die in Fig. 2 gezeigte Hubendstellung, trifft die geneigte Kolbendichtfläche 11 mit mehr oder weniger großer Exentrlzität auf den trichterförmigen Zentriennsatz 5 der Dichtlippe 3 auf und rückt während der letzten Phase der Hubbewegung den Dichtring 1 in die der momentanen Kolbenachslage entsprechende Mittenstellung, wodurch ein gleichförmiges Anliegen der Dichtlippe 3 an der Kolbendichtfläche 11 als Voraussetzung eines Abdichteffekts erreicht wird. In Kongruenz damit baut sich vor dem Dichtring 1 Mediumdruck auf, der die Dichtlippen 2 und 3 mit ihren Wirkzonen 4 und 7 an die korrespondierenden Dichtflächen 14 und 11 des Zylinderbodens 13 bzw. Arbeitskolbens 10 fest andrückt. Wird umgekehrt der Arbeitskolben 10 aus der Endlage herausgefahren, gleitet die Dichtlippe 3 infolgo ihrer Elastizität zunächst auf der schrägen Kolbendichtfläche 11 bis zu einer eintretenden Spaltbildung bzw. Druckentlastung ab, wobei sich der Dichtring 1 über den Stützbund 8 auf dem Stützring 9 absetzt.If the working piston 10 moves into the stroke end position shown in FIG. 2, the inclined piston sealing surface 11 strikes the funnel-shaped center hub 5 of the sealing lip 3 with more or less great eccentricity and moves the sealing ring 1 into the instantaneous piston axis position during the last phase of the lifting movement corresponding center position, whereby a uniform concern of the sealing lip 3 is achieved on the piston sealing surface 11 as a prerequisite of a Abdichteffekts. In congruence with it builds up in front of the sealing ring 1 medium pressure, which presses the sealing lips 2 and 3 with their effective zones 4 and 7 to the corresponding sealing surfaces 14 and 11 of the cylinder bottom 13 and working piston 10 firmly. Conversely, when the working piston 10 is moved out of the end position, the sealing lip 3 slides in successo their elasticity initially on the inclined piston sealing surface 11 to an incoming gap formation or pressure relief, wherein the sealing ring 1 settles on the supporting collar 8 on the support ring 9.

Der Druckentlastungsvorgang kann, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, durch mehrere kleine Kanäle 12 auf der Kolbendichtfläche 11 gesteuert werden, wobei diese in dem der Dichtlippenwirkzone 7 gegenüberliegenden Bereich der Kolbendichtfläche 11 angeordnet sind, und zwar in einem Abstand von Vs bis Vj der Breite der Dichtlippenwirkzone 7 hinter der Einlaufkante 18 sowie in derdruckentlastoten Zone 15 des Zylinderbodens 13 auslaufen.As can be seen from FIG. 3, the pressure relief process can be controlled by a plurality of small channels 12 on the piston sealing surface 11, which are arranged in the region of the piston sealing surface 11 opposite the sealing lip reaction zone 7, at a distance of Vs to Vj of the width the Dichtlippenwirkzone 7 behind the inlet edge 18 and in derdruckentlastoten zone 15 of the cylinder bottom 13 expire.

Claims

1. Rear seal of a piston actuator motor eigerv- or Fremdmediumbetätigten shut-off valve, consisting of a rigid support ring and a sealing ring made of flexible material low tendency to adhere, characterized in that in the cylinder bottom (13) undinderZylinderwar> d (16) radially displaceably mounted sealing ring (1) has two angles between which a rectangular cross-section formed support collar (8) is arranged, wherein when pressure is applied, the sealing lip (2) with its slightly angled Dichtlippenwirkzone (4) radially on a right angle to the cylinder wall (16 ) provided sealing surface (14) of the cylinder bottom (13) and the sealing lip (3) with the Dichtlippenwirkzone (7) on an inclined at an angle α of 30 to 45 ° to the stroke axis Koloendichtfläche (11) of Arbeits.skolbens (10), dia Dichtlipps (3) in addition in a funnel-shaped Zentritransatz (5) at an angle β of 10 to 15 ° geg extends beyond the piston sealing surface (11) and the radially outwardly directed from the central part of the sealing ring (1) support collar (8) has a smaller outer diameter than the receiving groove (17) in the cylinder wall (16) and on a in the receiving groove (17) mounted, in a background rotation (6) of the sealing lip (3) projecting with radial play rigid support ring (9) rests.

2. back seal according to claim 1, characterized in that the working piston (10) has a plurality of small channels (12) which in the sealing lip of the active zone (7) opposite region of Kqlbendichtfläche (11) are arranged in the pressure-relieved zone (15) Zy'linderbodens (13) leak, wherein the channels (12) at a distance of ^y h to V2 of the width of the Dichtlippenwirkzone (7) behind the inlet edge (18) of the sealing lip (3) begin.

For this 2 pages drawings

Field of application of the invention

The invention relates to a return seal for preventing leakage currents in the case of gas or oil pressure actuated piston actuators. In their end position, such as for the drive, self-actuating or external-medium actuated shut-off valves in. Power Plant · and other thermal piping systems.

Characteristic of the known state de? technology

There are seal designs, in particular from the valve construction and the hydraulic drive technology known that seek to solve the problem of leakage removal at spindle and piston rod bushings' in a variety of ways. Thus, sealing rings are proposed primarily plastic or elastically deformable materials whose effectiveness is justified in addition to the material-side influence: by the structural design of sealing zones and ensuring sufficient contact pressure. In a rear seal for a valve stem (DE-OS 3246058), the sealing effect is generated in that a tapered seat on the spindle collar with raised spindle to a 1 equal bevelled deformable sealing lip of a tightly clamped and guided in the stuffing box of the valve sealing ring occurs and by spreading a Causes the outer sealing lip surface to the stuffing box bore. The operating principle of this solution is bound to the use of a high-strength axial forces metallic sealing ring, as in a softer material, such as a plastic material, due to compression and deformation of the sealing lip a sealing effect would not come off. Another disadvantage is the radial guidance of the sealing ring, which often unavoidable axis deviations of the spindle can not compensate and thus lead to uneven contact forces.

Another serving as a rod or plunger seal arrangement (DE-AS 2905742) of homogeneous material uses the pressure of the medium for pressing an inner sealing lip on a piston rod and an outer I laftlippe to a sealing annularly enclosing lateral surface of a receiving bore. It is essential here that the necessary shape stability of the sealing ring as a result of the acting pressure forces undergoes no disturbance. This is achieved by a selected form of the pressurized sealing surfaces and resulting force acting directions in conjunction with correspondingly shaped support edges. Also, this seal design is not suitable because of their radially stationary mounting to compensate misalignment of a moving piston rod or a similar sliding component. Cheaper conditions for use as a back seal offers a piston valve seal (DE-AS 2605109), in which the sealing element consists of two clamped together in a housing angled sealing rings, which protects against excessive radial deformation when retracting the piston guard in the sealing position by aino restraint are. The inner diameter of this restraint device, if the most extensive and effective chambering of the deformable sealing rings is to be achieved, must be brought close to the piston slide diameter. However, this requires due to the then remaining low radial clearance between the two elements a very precise, but often unattainable piston adjustment.