DE1107467B

DE1107467B - Piston or housing seal

Info

Publication number: DE1107467B
Application number: DET16729A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Gilles
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1959-05-23
Filing date: 1959-05-23
Publication date: 1961-05-25

Description

Kolben- oder Gehäuseabdichtung Die Erfindung betrifft Kolben- oder Gehäuseabdichtungen, insbesondere für druckmittelbetätigte Geräte mit hin- und hergehender oder drehender Bewegung. Neben Lippenringmanschetten, Nutringmanschetten oder dergleichen Dichtungen werden elastische endlose Dichtungen mit kreisförmigem Querschnitt wegen ihrer mannigfachen Vorzüge mit Vorliebe verwendet.Piston or housing seal The invention relates to piston or Housing seals, in particular for pressure medium-operated devices with reciprocating or rotating movement. In addition to lip ring collars, grooved ring collars or the like Seals are called elastic endless seals with a circular cross-section its manifold advantages used with preference.

Elastische Dichtringe mit kreisförmigem Querschnitt werden meist so eingebaut, daß ihr Querschnitt von den gegeneinander abzudichtenden Teilen verformt wird, wodurch infolge der Elastizität des Dichtringes eine kraftschlüssige, dichtende Berührung zwischen Dichtring einerseits und den gegeneinander abzudichtenden Bauteilen andererseits erzielt wird. Die Nuttiefe für den Dichtring ist hierbei kleiner als der Querschnittdurchmesser des Dichtringes. Die Nutbreite muß größer sein als die Ringdicke, damit genügend Raum für die Verformung des Dichtringes zur Verfügung steht. Die Ringnut kann entweder in der Welle oder in der Bohrung angebracht sein.Elastic sealing rings with a circular cross-section are usually like this built in that their cross-section deformed by the parts to be sealed against each other is, whereby due to the elasticity of the sealing ring a non-positive, sealing Contact between the sealing ring on the one hand and the components to be sealed against one another on the other hand is achieved. The groove depth for the sealing ring is smaller than the cross-sectional diameter of the sealing ring. The groove width must be larger than that Ring thickness, so that there is enough space for the deformation of the sealing ring stands. The annular groove can be made either in the shaft or in the bore.

Die Wirkung solcher Dichtringe ist vor allem von der Genauigkeit der Nutendurchmesser abhängig. Geringe Abweichungen führen bereits zu Undichtigkeit oder zu unzulässig hoher Reibung.The effect of such sealing rings is mainly from the accuracy of the Groove diameter dependent. Even small deviations lead to a leak or excessive friction.

Eine andere Einbauweise besteht darin, daß der Dichtring in eine Nut des Gehäuses eingelegt wird, deren Tiefe größer ist als der Querschnittdurchmesser des Dichtringes. Der Innendurchmesser des ungespannten Dichtringes ist kleiner als der Außendurchmesser der abzudichtenden Welle, so daß der Dichtring die Welle -elastisch umspannt. Die Gehäusenut ist breiter als die Dicke des Ringes, damit das Druckmedium Zutritt zum Dichtring hat. Diese Anordnung ist nicht so empfindlich gegen Ungenauigkeiten der Nut und ergibt geringere Reibungsverluste, ist bei niedrigen Drücken aber nicht dicht.Another installation is that the sealing ring is in a groove of the housing is inserted, the depth of which is greater than the cross-sectional diameter of the sealing ring. The inside diameter of the unstressed sealing ring is smaller than the outer diameter of the shaft to be sealed, so that the sealing ring is elastic on the shaft spanned. The housing groove is wider than the thickness of the ring to allow the print medium Has access to the sealing ring. This arrangement is not so sensitive to inaccuracies the groove and results in lower friction losses, but is not at low pressures tight.

Bekannt ist ferner, daß zur Abdichtung von Zylinder und Kolben elastische Dichtringe so angeordnet werden, daß der Außendurchmesser des ungespannten, auf den Kolben zu montierenden Dichtringes größer ist als die Zylinderbohrung.It is also known that elastic to seal the cylinder and piston Sealing rings are arranged so that the outer diameter of the untensioned, on the piston to be mounted sealing ring is larger than the cylinder bore.

Auch diese Anordnung ist bei niedrigen Drücken nicht dicht; überdies verringert sich ihre Dichtfähigkeit schon bei geringfügigen Abweichungen von der optimalen Nutbreite.This arrangement is also not tight at low pressures; moreover their sealing ability is reduced even with minor deviations from the optimal groove width.

Man ist daher bei bekannten Dichtungsanordnungen dazu übergegangen, zusammen mit dem weichen elastischen Dichtring eine ringförmige Schraubenfeder in das Gehäuse einzulegen. Sie verleiht dem Dichtring zusätzliche Spannung und damit ausreichende Dichtheit auch dann, wenn der Druckmitteldruck auf eine geringe Höhe abfällt. Die bekannte Anordnung, bei der die Dichtung im Gehäuse untergebracht ist, um eine Welle abzudichten, gibt dem Dichtring und der Ringfeder am Außenumfang reichlich Raum. Der Ring liegt an der dem hydraulischen Druck abgewendeten Seite an der Nutenwand an. Die Feder stützt sich seitlich an der druckseitigen Nutenwand ab und drückt schräg nach innen auf den Außenumfang des Dichtringes. Der Mangel dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß auch hier Unterschiede in der Breite der Nut sich auf die Anpreßkraft der ringförmigen Schraubenfeder auswirken, wozu noch der Nachteil kommt, daß ihre Radialspannung nie genau erfaßbar ist. Auch wird für die Unterbringung einiger Raum zusätzlich in Anspruch genommen, der bei manchen Konstruktionen, beispielsweise bei Schieberventilen mit Ringkanälen und Dichtkanten, vielfach nicht vorhanden ist.One has therefore gone over to known sealing arrangements, together with the soft elastic sealing ring an annular coil spring in insert the housing. It gives the sealing ring additional tension and thus Sufficient tightness even when the pressure medium pressure drops to a low level falls off. The well-known arrangement in which the seal is housed in the housing, to seal a shaft, the sealing ring and the annular spring on the outer circumference give ample amounts Space. The ring lies on the side facing away from the hydraulic pressure on the groove wall at. The spring is supported on the side of the groove wall on the pressure side and presses obliquely inwards on the outer circumference of the sealing ring. The lack of this arrangement it can be seen that here, too, differences in the width of the groove affect the The pressing force of the annular helical spring, plus the disadvantage that their radial tension can never be precisely determined. Also will be used for housing some additional space taken up in some constructions, for example in the case of slide valves with ring channels and sealing edges, it is often not present.

Die Erfindung vermeidet die Nachteile, die den üblichen Rundringdichtungen anhaften, dadurch, daß sie in an sich bekannter Weise zu dem Dichtring einen geschlitzten Ring aus hartem Material in die Ringnut einlegt, und zwar so, daß der Dichtring an der Dichtfläche und einer Nutenwand anliegt und daß der geschlitzte Ring in der entgegengesetzten Ecke des Nutengrundes eingelegt ist, wobei sich der Dichtring über den geschlitzten Ring an den Flächen der gegenüberliegenden Ecke abstützt.The invention avoids the disadvantages that the usual O-rings adhere, in that they have a slotted in a known manner to the sealing ring Insert ring made of hard material into the ring groove in such a way that the sealing ring rests against the sealing surface and a groove wall and that the slotted ring in the opposite corner of the groove base is inserted, whereby the sealing ring supported by the slotted ring on the surfaces of the opposite corner.

Eine bekannte Kolbenabdichtung hat die Aufgabe, die seitliche Abdichtung eines geschlitzten Kolbenringes in der Nut durch zwei Rundschnurringe zu bewirken, die mit ihm zusammen in die Nut eingelegt sind und sich an seine beiden Stirnseiten anpressen. Die Rundschnurringe haben hierbei keine Berührung mit der abzudichtenden Fläche. Als Dichtelement zwischen Kolben und Zylinderwand wirkt allein der Kolbenring.A known piston seal has the task of sealing the side to effect a slotted piston ring in the groove using two O-rings, which are inserted into the groove together with him and are attached to both of its front sides press on. The O-rings have no contact with the one to be sealed Area. As a sealing element acts between piston and cylinder wall only the piston ring.

Auch bei anderen Kolbenabdichtungen ist es bekannt, harte, geschlitzte Metallringe und einen weichen Rundschnurring miteinander zu paaren, und zwar so, daß der Rundschnurring die Abdichtfunktion übernimmt und durch die beigefügten geschlitzten Ringe aus hartem Material davor geschützt wird, in den Dichtspalt zwischen den Dichtflächen eingeklemmt zu werden. Auf die Dichtwirkung an sich haben die Metallringe keinen Einfluß.It is also known for other piston seals to be hard, slotted To pair metal rings and a soft O-ring with each other, in such a way, that the O-ring takes over the sealing function and slotted through the enclosed Rings made of hard material is protected from being in the sealing gap between the sealing surfaces getting pinched. The metal rings have no effect on the sealing effect Influence.

Bei der Erfindung wird mit Vorteil als Druckring ein handelsüblicher Sprengring aus Rundstahl verwendet, dessen Drahtdicke sich nach Durchmesser und Breite der Nut richtet und der den Dichtring verformt. Durch diese Verformung wird das Federungsvermögen des Dichtringquerschnittes dazu benutzt, diesen gegen die abzudichtende Welle von der Zylinderwand und gegen die dem hydraulischen Druck abgewendeten Nutenflanken eine Vorspannung zu geben, die auch bei niedrigen hydraulischen Drücken sichere Abdichtung bewirkt. Es wird dadurch ermöglicht, die Toleranzen bei der Herstellung der Breite und der Durchmesser der Nuten zu vergrößern und damit die Herstellungskosten herabzusetzen. Ferner kann bei zu groß ausfallenden Nuten aus einer Auswahl von Sprengringen mit kleinen Unterschieden in der Querschnittsgröße jeweils derjenige ausgesucht werden, der dem bei der Herstellung erreichten Nutenmaß bezüglich der Abdichtungswirkung am besten entspricht. Der geeignete Ring wird durch Ausmessen der Nut ermittelt. Es besteht dann noch die Möglichkeit, die Anpressung durch Übergehen zur nächstgrößeren oder nächstkleineren Materialdimension zu vermindern oder zu erhöhen. Der Raumbedarf der Dichtringanordnung ist gering sowohl in radialer als auch in axialer Richtung, denn der größte Teil des Druckringes nimmt in der Ecke des Ringraumes einen Platz ein, der als toter Raum zu betrachten ist. Verglichen mit den für ähnliche Zwecke verwendeten ringförmigen Schraubenfedern ist der offene Druckring ein einfaches Maschinenelement von niedrigem Preis.In the invention, a commercially available pressure ring is advantageously used as the pressure ring Snap ring made of round steel is used, the wire thickness of which depends on the diameter and Width of the groove aligns and deforms the sealing ring. This deformation becomes the resilience of the sealing ring cross-section is used to counteract this against the shaft to be sealed from the cylinder wall and against the hydraulic pressure turned away To give groove flanks a preload, even at low hydraulic pressures causes secure sealing. This makes it possible to reduce the tolerances in manufacture to increase the width and the diameter of the grooves and thus the manufacturing costs to belittle. Furthermore, if the grooves are too large, you can choose from a selection of Snap rings with small differences in cross-sectional size each one be selected, the groove dimension achieved during manufacture with respect to the The sealing effect best. The appropriate ring is made by measuring the groove determined. There is then still the option of overriding the contact pressure to reduce or increase to the next larger or next smaller material dimension raise. The space requirement of the sealing ring arrangement is small both in the radial direction also in the axial direction, because most of the pressure ring takes place in the corner of the annulus a place that is to be regarded as dead space. Compared with the annular coil springs used for similar purposes is the open one Thrust ring a simple machine element at a low price.

Die Erfindung muß aber nicht auf die Verwendung handelsüblicher Sprengringe beschränkt bleiben. Es können auch Ringe anderer Querschnittsform, beispielsweise viereckige Ringe, verwendet werden. Auch braucht der Ring keine federnde Eigenschaft zu haben, da ihm nur die Aufgabe zukommt, eine Ecke des Ringraumes so weit auszufüllen, daß er den Gummidichtring mit dem gewünschten Anpreßdruck in die gegenüberliegende Ecke drückt. Beispielsweise können Ringe aus Blei oder Kunststoffen dieselbe Aufgabe erfüllen. In der Zeichnung zeigt Abb. 1 die Anwendung der Erfindung bei einer Kolbenstangenabdichtung, Abb. 2 bei einer Kolbenabdichtung.However, the invention does not have to be based on the use of commercially available snap rings remain limited. There can also be rings with a different cross-sectional shape, for example square rings, can be used. The ring also does not need a resilient property to have, since its only task is to fill a corner of the annulus so far, that he presses the rubber sealing ring into the opposite one with the desired contact pressure Corner presses. For example, rings made of lead or plastics can do the same job fulfill. In the drawing, Fig. 1 shows the application of the invention to a piston rod seal, Fig. 2 with a piston seal.

Der Eintritt des Druckmittels in den Ringraum erfolgt aus der Pfeilrichtung. Die Teilräume 1 und 2 der Nut stehen durch die Öffnung 3 im Druckring 4 miteinander in Verbindung und werden vom Druckmittel erfüllt, das in bekannter Weise die dichtende Anlage des Dichtringes 5 an die Wand 6 des Ringraumes und an die Kolbenstange 7 bzw. die Zylinderwand unterstützt. Der Druckring 4 stützt sich an der gegenüberliegenden Wand 9 und an der Ringfläche 10 der Nut ab und übt, seinem Durchmesser entsprechend, am ganzen Umfang einen Druck auf den Dichtring 5 aus, der auch bei niedrigen hydraulischen Drücken eine ausreichende Abdichtwirkung gewährleistet.The pressure medium enters the annular space from the direction of the arrow. The subspaces 1 and 2 of the groove are connected to one another through the opening 3 in the pressure ring 4 in connection and are met by the pressure medium, which in a known manner, the sealing The sealing ring 5 rests against the wall 6 of the annular space and against the piston rod 7 or the cylinder wall is supported. The pressure ring 4 is supported on the opposite one Wall 9 and on the annular surface 10 of the groove and exercises, according to its diameter, on the entire circumference a pressure on the sealing ring 5, which is also at low hydraulic Press ensures a sufficient sealing effect.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Piston or housing seal, especially for fluid-operated devices with reciprocating or rotating movement. net with in a space formed by the piston and the casing annulus endless sealing ring accommodated round or oval cross-sectional shape of soft elastic material and having disposed in the same annulus split ring made of hard material gekennzeich- characterized in that the sealing ring (5) in a in a known manner on the sealing surface and a groove wall (6) and that the slotted ring (3) is inserted in the opposite corner of the groove base (10) , the sealing ring (5) over the slotted ring (3) on the surfaces ( 9,10) at the opposite corner.

2. Piston or housing seal according to claim 1, characterized in that a snap ring (4) is inserted into the housing groove which deforms the sealing ring (5). Referred to U.S. Patents Nos. 2,860,019, 2,862,736; British Patent No. 616 509.