DE1086094B - Dichtung fuer gegeneinanderbewegte Teile, insbesondere zum Abdichten von in einer Gehaeusebohrung hin- und hergehenden Stangen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für gegeneinanderbewegte Teile gegen Gas-, Öldrücke od. dgl., insbesondere zum Abdichten von in einer Gehäusebohrung hin- und hergehenden Stangen, die mit mindestens einem Dichtungsring versehen ist, der einen in einer Ringnut der Gehäusebohrung angeordneten Rückenteil und eine dem bewegten Teil zugewandte, unter dem Druck des abzudichtenden Mediums an diesem anliegende Dichtungslippe besitzt.

Bei den bekannten Dichtungen obiger Art bestehen die Dichtungselemente zumeist aus Gummi- oder Lederringen bzw. -manschetten mit schräg angeordneten Dichtlippen, wobei allein letztere unter dem Druck des abzudichtenden Mediums verformt und gegen die abzudichtende Stange od. dgl. gedrückt ^X5 werden. Für die Abdichtung von heißen und unter höheren Drücken stehenden Medien sind die bekannten Gummi- oder Ledermanschetten nicht geeignet, da sie verhärten und bei hohen Drücken umgestülpt werden.

Weiter ist eine Kolbenstangen-Dichtung bekanntgeworden, bei der das eigentliche Dichtungselement aus mehreren flach aufeinanderliegenden, metallischen Ringscheiben konischer Form besteht, die sich auf einem mit einem entsprechenden Auflagekonus versehenen Tragring abstützen. Die konischen Ringscheiben besitzen aber nur eine ungenügende Rückfederung, so daß der. Druck des abzudichtenden Mediums voll auf die Lauffläche wirksam wird. Daher führen höhere Drücke hier zum vorzeitigen Verschleiß der Dichtungsscheiben. Durch die hinter den Dichtungsscheiben liegende Abstützung wird bei größerem Verschleiß sogar verhindert, daß die Dichtungsscheiben überhaupt noch an. der Gegenlauffläche anliegen können, so daß die Dichtung dann undicht, also unbrauchbar wird,' * .

Schließlich sind Stoffbüchsenpackungen bekannt, die aus Metallscheiben ^bestehen und bei denen der Druck des abzudichtenden Mediums zur Erhöhung der Anpreßkraft und daijiit der ,Dichtwirkung der einzelnen Packungsringe," "'herangezogen wird. Bei einer bekannten StopfbüchsÖftpackung werden zur Erzielung dieser Wirkung von ,außen und von innen radial eingeschnittene, federnde Scheiben verwendet, die nur in ihrem mittleren, ungeschützten Teil, durch die Stopfbüchsenbrille axial verspannt werden, so daß der ⁴S Druck der Dichtflächen, der Scheiben gegen die abzudichtenden Fläche«;'ausschließlich durch die eigene Federkraft der Ringe"^£und 'durch den Überdruck des abzudichtenden Mediums bestimmt wird. Bei dieser Konstruktion ist aticjt $ann, wenn die einzelnen Pakkungsringe in Umfarigsrrchtung derart gegeneinander versetzt sind, daß die' Schlitze des einen Ringes durch die schlitzfreien Sektoren der benachbarten Ringe abgedeckt werden, eine gewisse Undichtigkeit jedes ein-Dichtung für gegeneinanderbewegte Teile, insbesondere zum Abdichten

von in einer Gehäusebohrung

hin- und hergehenden Stangen

Anmelder:

Goetzewerke

Friedrich Goetze Aktiengesellschaft,
Burscheid bei Köln

Dipl.-Ing. Max Adolf Müller, Köln,

und Dipl.-Ing. Wolfgang Glaser, Hannover,

sind als Erfinder genannt worden

zelnen Ringes nicht zu vermeiden. Hierdurch ist auf jedem Ring nur ein kleiner Anteil des vollen, auf die Stopfbüchse wirkenden Druckes für die Erhöhung der Anpreßkraft wirksam. Die Packung muß, da sie lediglich nach Art einer Labyrinthdichtung arbeitet, aus einer sehr großen Anzahl von Packungsringen bestehen. Die bekannte Ausführung benötigt, wie alle bekannten Stopfbüchsen, eine Stopfbüchsenbrille zur axialen Verspannung. Bei einer anderen Stopfbüchsenpackung sind zwischen den abzudichtenden Flächen Metallblechscheiben vorgesehen, die an ihren die Abdichtung bewirkenden Rändern umgebördelt sind. Bei dieser Konstruktion müssen zwischen den einzelnen metallischen Packungsringen Weichpakkungsringe vorgesehen sein, die aber nur in den wenigsten Fällen den auftretenden physikalischen chemischen und mechanischen Beanspruchungen gewachsen sind. Auch hier ist eine axiale Verspannung der Packung erforderlich. Bei einer weiteren bekannten, rein metallischen Stopfbüchsenpackung haben die Packungsringe spitz-ovale bzw. linsenförmige Gestalt. Die Mittellinie des linsenförmigen Querschnittes liegt schräg zur Mittellinie der Ringe. Die Anpreßkraft der Laufflächen dieser Ringe und damit die Abdichtwirkung, aber auch der Verschleiß der Laufflächen hängen in überaus starkem Maße ΛΌη der axialen Ringverspannung ab. Bei Abnutzung der Laufflächen ist ein Nachspannen erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtung für gegeneinanderbewegte Teile, insbesondere zum Abdichten von in einer Gehäusebohrung hin- und hergehenden Stangen, zu schaffen, die mit

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mindestens einem Dichtungsring versehen ist, der einen in einer Ringnut der Gehäusebohrung angeordneten Rückenteil und eine dem bewegten Teil zugewandte, unter dem Druck des abzudichtenden Mediums an diesem anliegende Dichtungslippe besitzt, wobei aber die Dichtung die vorerwähnten Nachteile nicht aufweist und ihr Dichtungsring im Gegensatz zu den bekannten Stopfbüchsen keine axiale Verspannung benötigt. Das wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch erreicht, daß der Dichtungsring, wie an sich bekannt, aus vergleichsweise starrem Werkstoff, z. B. Stahl, Gußeisen, Bronze od. dgl., besteht und jeder Querschnitt seines die Dichtungslippe tragenden Rückenteiles zumindest auf der äußeren Hälfte einen kreisbogenförmigen Umfang besitzt, über den er in der entsprechend ausgerundeten Ringnut in gewissem Maße drehbeweglich ist. Ein derart beschaffener Dichtungsring zeichnet sich vor allem dadurch aus, daß bei Beaufschlagung seines als Dichtungslippe dienenden Stegteiles eine elastische Verformung über den gesamten Ringquerschnitt in der Weise hervorgerufen wird, daß dabei der Ring um eine ringsum laufende Linie in sich verdreht wird. Dabei treten an den äußeren Ringzonen Zugspannungen und an den inneren Ringzonen Druckspannungen «5 auf, die insgesamt als Rückstellkräfte wirksam werden, die der Druckwirkung des abzudichtenden Mediums entgegengerichtet sind. Auf diese Weise steigt die Flächenpressung an den Laufflächen der abzudichtenden, bewegten Teile nicht etwa proportional Z° mit dem Druck des abzudichtenden Mediums an. Vielmehr ist die Federung des die Dichtungslippe bildenden Ringsteges eine progressive, da durch die Torsion des Ringes entsprechend größere Rückstellkräfte wirksam werden. Der neue Dichtungsring eignet sich daher insbesondere auch zur Abdichtung von unter höheren Temperaturen und Drücken stehenden Medien. Die vorteilhafte Wirkungsweise des neuen Dichtungsringes macht diesen aber nicht nur für die Abdichtung hin- und hergehender Stangen, sondern auch für die Abdichtung drehbeweglicher Wellen in einer Gehäuse- bzw. Lagerbohrung geeignet.

Die Dichtungslippe des neuen Dichtungsringes bildet vorteilhafterweise beim Übergang in den kreisrunden Rückenteil eine dem abzudichtenden Raum zugewandte Hohlkehle. Ferner ist es möglich, den Ring nicht aus Vollmaterial herzustellen, sondern ihn aus einem Band zu formen, so daß ein zum abzudichtenden Medium hin geöffnetes Hohlprofil entsteht, wobei die Öffnung praktisch eine vergrößerte Hohlkehle darstellt bzw. in die Hohlkehle übergeht. Der Dichtungsring ist so ausgebildet, daß im unbelasteten Zustand die Dichtungslippe des Ringes nicht fest an der abzudichtenden Stange anliegt. Erst beim Auftreten des abzudichtenden Druckes legt sich die Dichtungslippe an die Stange an, wobei sich der Ring um die Mittellinie seines runden Rückenteiles verdreht. Durch den entstehenden Gegendruck wird auch der Rückenteil des Ringes fest in die Gehäuseringnut ■hineingedrückt,

Die einzelnen Ringe der erfindungsgemäßen Abdichtung können geschlitzt oder ungeschlitzt ausgebildet werden. Ihre Wirkung und ihre Vorteile sind in beiden Fällen die gleichen.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.

Abb. 1 zeigt eine aus mehreren, einzeln in Nuten gelagerten Ringen bestehende Abdichtung; die Abb. 2 und 3 zeigen die in Abb. 1 ersichtlichen Packungsringe in vergrößerter Darstellung, und zwar Abb. 2 im drucklosen, Abb. 3 im druckbeaufschlagten Zustand; die

Abb. 4 und 5 zeigen eine andere Ausbildung der Packungsringe, und zwar Abb. 4 im drucklosen, Abb. 5 im druckbeaufschlagten Zustand; die

Abb. 6 und 7 zeigen in gleicher Darstellung wie die Abb. 4 und 5 eine weitere etwas abgewandelte Ausführungsform.

Gemäß Abb. 1, 2 und 3 ist in einer Ringnut 2 des die Packung aufnehmenden Bauteiles 1 ein Massivring 3 angeordnet, der mit seinem im Querschnitt kreisrunden Rückenteil 4 in der entsprechend ausgerundeten Ringnut 2 liegt. An den Rückenteil 4 schließt sich die Dichtungslippe 5, die in Richtung zum abzudichtenden Raum 10 geneigt ist. Die Dichtungslippe 5 ragt um einen geringen Betrag aus der Nut 2 hervor. Ihre innere Ringfläche 6 bewirkt die Abdichtung der hin- und hergehenden Stange 9. Auf der dem abzudichtenden Raum 10 zugekehrten Seite des Ringes 3 ist am Übergang zur Dichtungslippe 5 eine Hohlkehle 7 vorgesehen.

Bei den Ausführungen nach den Abb. 4, 5, 6 und 7 besitzen die Dichtungsringe 8 ein zum abzudichtenden Raum 10 geöffnetes Hohlprofil, dessen öffnung 13 eine vergrößerte Hohlkehle darstellt.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Dichtung für gegeneinanderbewegte Teile, insbesondere zum Abdichten von in einer Gehäusebohrung hin- und hergehenden Stangen, mit mindestens einem Dichtungsring, der ein in einer Ringnut der Gehäusebohrung angeordnetes Rükkenteil und eine dem bewegten Teil zugewandte, unter dem Druck des abzudichtenden Mediums an diesem anliegende Dichtungslippe besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (3), wie an sich bekannt, aus vergleichsweise starrem Werkstoff, z. B. Stahl, Gußeisen, Bronze od. dgl. besteht und jeder Querschnitt seines die Dichtungslippe (5) tragenden Rückenteiles (4) zumindest auf

der äußeren Hälfte einen kreisbogenförmigen Umfang besitzt, über den er in der entsprechend ausgerundeten Ringnut (2) in gewissem Maße drehbeweglich ist.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungslippe (5) an der dem abzudichtenden Raum (10) zugewandten Seite eine Hohlkehle (7) aufweist.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (8) als ein zum abzudichtenden Raum (10) hin geöffnetes Hohlprofil ausgebildet ist.

4. Dichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Dichtungsringe (3, 8) vorgesehen sind, die mit ihren Dichtungslippen (5) in an sich bekannter Weise abwechselnd nach der einen oder anderen Richtung geneigt in das die Ringe aufnehmende Bauteil (1) eingesetzt sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 461 593, 803 869, 690;

britische Patentschrifteil Nr. 698 679, 701 196; USA.-Patentschriften Nr. 2 521 248, 2 615 761; französische Patentschrift Nr. 1 051 608.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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