DE1625968A1

DE1625968A1 - Abdichtung

Info

Publication number: DE1625968A1
Application number: DE19671625968
Authority: DE
Inventors: Frank Bastow
Original assignee: Dowty Seals Ltd
Current assignee: Dowty Seals Ltd
Priority date: 1966-08-05
Filing date: 1967-08-02
Publication date: 1970-08-27
Also published as: SE324931B; US3473814A; GB1160574A

Description

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Patentanwälte
ν.-'ng. H. Hcgemfffl*, DIpI.-Ing. H. Hart

Dipl.-Pftys.W.Sckiii
Hamburg 36, Neuer Wall 41 t. Aug.1961

Abdichtung „

Diese Erfindung betrifft Abdichtungen zwischen zwei gegeneinander verschiebbar gelagerten Teilen, bei denen am einen oder anderen oder an beiden Enden der Abdichtung ein Flüssigkeitsdruck einwirkt,,

Eine Ausführung einer Abdichtung für einen doppeltwirkenden Kolben innerhalb eines Zylinders besteht aus einem elastischen Abdicht·» ring in Verbindung mit Versteifungen oder Stützringen aus einem härteren Werkstoff, die in einer ringförmigen Aussparung im Kolben angeordnet sind«

Es ist vorgeschlagen worden, einen Verbundring zu verwenden, der aus einem dickeren, mittigen Abschnitt aus Gummi und aus damit ver·· klebten äußeren Abschnitten besteht, die mit einem Webstoff verstärkt sind, um zu verhindern, daß der Ring ausgeworfen wird» An de^n beiden äußeren Abschnitten liegt jeweils ein Stützring aus einem härteren Werkstoff an. Der Verbundring ist zwischen den Enden der Aussparung eng tolerierte

Es ist nicht einfach, solche Verbundringe herzustellen, da die Schichten des Webstoffes in einer besonderen Weise ausgebildet werden müssen. Trotzdem besteht die Gefahr, daß Brüche an den Verbindungs stellen zwischen den verstärkten und den nicht verstärkten Abschnitten des Verbundringes auftreten, da diese unter Belastung eine ungleich große Verformung erleiden. Außerdem neigt der verstärkte Gummi dazu, einer übergroßen Reibung und damit einem erhöhten Verschleiß ausgesetzt

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zu sein, besonders dann, wenn sich der Gummi durch Absorption von hydraulischer Flüssigkeit ausdehnt»

Nach einer w-eiteren bekannten Anordnung werden ein O-Ring mit zwei komplementären und am O-Ring anliegenden Stützringen unter Belassung von axialem Spiel in eine ringförmige Aussparung eingesetzt, wobei sich an jdem der Stützringe eine kurze und verhältnismäßig steife Lippe befindet, die verhindern soll, daß der Ring ausgeworfen wird«, Infolge der bei der Fertigung gegeben Toleranzen ist es jedoch schwierig, ein Auswerfen am äußeren Durchmesser zu vermeiden ohne dabei gleichzeitig Gefahr zu laufen, daß ein Auswerfen zwischen dem Stütz-· ring und der Grundfläche der Ausnehmung auftritt. Da der O-Ring außerdem bis zu einem gewissen Grade eine Rollbewegung ausführen kann, ist es möglich, daß sich der O-Ring zu einem ungleichen Querschnitt verdreht und damit ungleichmäßigem Verschleiß ausgesetzt ist«,

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Abdichtung dagestellt, die sich für doppeltwirkende Kolben eignet und bei welcher ein aus einem elastischen Werkstoff bestehender Dichtring ohne innere Verstärkungen so ausgebildet ist, daß eine mittige, stumpfwinklige Zungendichtung entsteht, die unter der Einwirkung eines Flüssigkeitsdruckes auf eine der beiden Seiten der Abdichtung gegen die Wand des Zylinders gedrückt wird, wobei auf gegenüberliegenden Seiten der Lippen- oder Zungendichtung zwei stumpfwinklige Schultern angeordnet sind, die jeweils an einem anliegenden Stützring aufliegen, der mit einem axial gerichteten und einem radial gerichteten Flansch versehen ist und eine größere Länge als Breite aufweist, wobei die Flansche vorzugsweise abgeschrägt; ■'.. sind, so dass sich der radial gerietet® Flansch unter der Einwirkung eines Fluss, igkeitsdruckes ao ve τ for >■■»., daß er in festen Eingriff suit dem Ende der i» Kolben befindlichen Aussparung für die Dichtung kommt und der axial gerichtete Flansch in festen Eingriff

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BAD ORIGINAL

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Die Formgebung der Flansche des Stützringes begrenzt die unter dem Einfluß des Fliissigkeitsdruckes stattfindende Verformung des elastischen Dichtringes, so daß dieser bei Aufhören der Druckeinwirkung leicht seine ursprüngliche Gestalt wieder annehmen kann. Ein rohrförmiger Abschnitt an jedem der Stützringe bildet nicht nur eine Lagerbuchse für den Kolben, sondern verlängert auch den Stützring an der Stelle, die im Zwischenraum zwischen Kolben und Zylinderborhung Scherkräften ausgesetzt ist_e

Eine Ausführung der erfindungsgemäßen Abdichtung soll anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden,, Tn den Zeichnungen sind:

Fig«l Ein Querschnitt durch eine Abdichtung, und Fig_o2 Ein Querschnitt durch eine Anordnung von zwei abzudichtenden Teilen mit der dazwischen befindlichen Abdichtungο

Die Abdichtung besteht - aus einem Mittelring 11 aus Gummi oder einem gummiartigen Werkstoff, der in entspannter Lage einen allgemein fünfeckigen Querschnitt aufweist,, Eine zylindrische Grundfläche 12 am Innendurchmesser des Hinges bildet die längste Seite des Fünfecks« Die einander entgegengesetzt liegenden Endflächen 13 und 14 sind unter gleichen Winkeln gegen die Grundfläche geneigt, wobei der Winkel spitz ist und weniger als yO beträgt und z„B_e in der Größenordnung von 70 liegen kann. Die Scheitel sind abgerundete Die beiden Außenflächen 17 und 18 des Ringes treffen unter stumpfen Winkeln auf die Endflächen 13 und 14, wobei die Scheitel abgerundet sind und die Schultern 15 und 16 ergeben. Die Außenflächen 17 und 18 treffen sich an einem verhältnismäßig scharf Scheitelpunkt Tinter einem Winkel von etwa 14o und bilden eine Dichtiippe 19, welche sich in der Mitte des Dichtringes 11 befindet« Die Tiefe des Ringes in axialer Richtung zwischen der Dichtlippe 19 und der Grundfläche 12 entspricht

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BAD ORIQiNAU

etwa der halben Länge der Grundfläche 12« Jede der Seiten 13, 14, 17 und 18 besitzt etwa die halbe Länge der Grundfläche 12»

.si Der Mittelring 11 ist symmetrisch zu einer querliegenden Halbierung

ebene,, Zwei gleiche Stiitzringe 21 und 22 sind vorgesehene Jeder Stützring weist einen axial gerichteten. Plansch 23 und einen radial nach innen gerichteten Flansch 24 auf„ Jeder dieser Flansche verjüngt sich von der Verbindungsstelle mit dem anderen Flansch zu seinem äußeren Ende hin, so daß die an dem Winkel zwischen den Flanschen liegenden Oberflächen die Schulter 15 oder 16 berühren, wobei diese Oberflächen an den Spitzen der Flansche 23 und 24 von dem Mittelring 11 weg gekrümmt sind» Die Flansche erstrecken sich nur über einen Teil der Flächen, die an den Schultern zusammenlaufen_a

Jeder der beiden Stützringe weist einen rohrförmigen Abschnitt 25 auf, der sich von der Verbindungsstelle zwischen dem radial gerichteten und dem axial gerichteten Flansch in axialer Richtung; erstreckt und mit dem axial gerichteten Flansch zusammen eine gemeinsame äußere zylindrische Oberfläche bildet.

In Figo 2 wird die in einem Kolben 26 gelagerte Abdichtung gezeigt, welche· unter der Einwirkung eines Flüssigkeitsdruckes auf eine der beiden Seiten der Dichtung in der Bohrung 28 eines Zylinders 27 verschiebbar ist_e In dem Kolben 26, der zum Zwecke eines besseren Zusammenbauens der Dichtung aus zwei Teilen besteht, befindet sich eine Ringausnehmung mit einer zylindrischen Grundfläche 29, die sich in Berührung mit der Grundfläche 12 des Dichtringes 11 befindet« Die beiden quer angeordneten Endflächen 31 und 32 dienen dazu, mit den radial gerichteten Flanschen 24 der Stiitzringe 21 und 22 in Eingriff zu kommen. Eine rechteckige Ausnehmung 33 mit größerer axialer Länge als radialer Tiefe ist zwischen jeder Endfläche 31 oder 32 und der Peripherie des Kolbens ausgebildet, und dient dazu, den rohrförmigen

RAD OBSGiHAL „ 5 «,

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Abschnitt 25 des jeweiligen Stützringes aufzunehmen, welcher eine Lagerbuchse darstellt. Die Peripherie 34 des Kolbens besitzt einen kleinen Abstand zur Bohrung 28, aber die äußeren zylindrischen Oberflächen der Stützringe befinden/in verschiebbarem Eingriff mit der Bohrung und lagern den Kolben in der Bohrung«

Die radiale Tiefe des Mittelringes 11 in freiem Zustand ist etwas größer als die radiale Tiefe zwischen der Bohrung 28 und der Grundfläche 29_y so daß die Dichtlippe 19 beim Einbau zusammengedrückt wird. Die aus den Stützringen 21 und 22 und dem Mittelring 11 bestehende Anordnung besitzt eine axiale Toleranz, wie in Pig,2 auf der linken Seite der Aussparung ersichtlich ist« Der verschiebbare Eingriff der Stützringe 21 und 22 mit der Bohrung 28 und der Ausnehmung 33 gibt genügend Spielraum, daß unter Druck stehende Flüssigkeit auf der einen oder anderen Seite des Kolbens entlang den verschiebbar geführten Flächen zu der entsprechenden Seite des Mittelringes gelangen kann«

Wenn z-B der Blüssigkeitsdruck auf der linken Seite des Kolbens größer ist als auf dessen.rechter Seite, verformt sich der ams-verhältnismäßig weichem, elastischem Werkstoff bestehende Mittelring ll_s ä&r keine innere "Verstärkung aufweist, ungehindert in der Weise, daß die Lücke zwischen der Endfläche 14 des Ringes und der Endfläche 32 der Aus« nehmung hinter dem Flansch 24 und die Lücke zwischen der Außenfläche und des Ringes und der Bohrung 28 hinter dem Flansch 23 gefüllt wird« Die Flansche 23 und 24 haben infolge ihrer Verjüngung eine ausreichend große Biegsamkeit, so daß sie in Berührung mit der Bohrung 28 und der Endfläche 24 gelangen können und somit ein Auswerfen des Diehtringes ver«· mieden wird« Ber rohrförmige Abschnitt 25 des Stützringes 22 ist aus» reichend lang bame ββ en₉ daß er eine ausreichend große Lägerflächs gegenüber der Bohrung 28 aufweißt und der durch den Flussigkeitedruek'ausgeüb·» ten longitudinal wirkenden Scherkraft widersteht,, welch® an diesem feil

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des Stützringes 22 auftritt, der radial über die Peripherie des Kolbens 26 hinausragt«

Wenn sich die Richtung des Flüssigkeitsdruckes umkehrt, kann die vorher auf der linken Seite des Mittelringes 11 unter Druck stehende Flüssigkeit unbehindert durch den Spielraum zwischen dem verschieb·· baren Abschnitt 25 des Stützringes 21 und der Bohrung 28 entweichen, während die auf der rechten Seite unter größerem Druck stehende Flüssigkeit in der bereits beschriebenen Weise zur revhten Seite des Mittelringes 11 gelangen kann« Auf diese Weise nimmt die ursprünglich geringe Abdiehtkraft des Mittelringes 11 proportional zu dem Unterschied der Flüssigkeitsdrücke an beiden Seiten der Dichtung zu.

Der Mittelring 11 kann infolge seiner Gestalt durch die Absorp·*

tion von hydraulischer Flüssigkeit quellen, ohne daß sich die Lücken hinter den Enden der Flansche 23 und 24 der Stützringe vollkommen ssehließsa nmd ohne daß die axiale Toleranz in der Aussparung vollkommen verloren geht«

Wie aus Figo 2 ersichtlich ist, tritt unter dem Einwirken von. Jftussigkeitsdsmek infolge der Verjüngung und der gekrümmten Spitzen UQT Flsasehe 23 and 24 mur eine geriage Verformung des Mittelringes amf Tflad daß ä@r Mittelring nach dem Ämfhören-des Flussigkeitsdruckes ·

oeim® ffirspräaglieSa© Fora wieder aanetoen kanm, @hne daß irgendein matsr ©ior nintss? dem radial gericfetsten Flanschen der oiagsblearat bl©i1bto

Claims

1. Aug.1967

Patentansprüche _o

1, Abdichtung, bestehend aus einem Mittelring aus Gummi oder einem gununiähnlichen Werkstoff mit einer größten radialen Aus« dehnung in der Mitte, der sich in zusammengedrücktem Zustand zwischen zwei gegeneinander abzudichtenden Gliedern befindet, und aus zwei Stützringen aus einem härteren Werkstoff als der Mittelring, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelring (ll) einen allgemein fünfeckigen Querschnitt aufweist, wobei die innen gelegene Seite des Mittelringes als Grundfläche (12) wesentlich langer ist als die anderen Flächen (13,14,17,18) des Mittelringes und die Winkel an jedem Ende der Grundfläche nicht größer sind als 90 , und die anderen drei Winkel stumpfwinklig sind, wobei der mittlere. Winkel eine Dichtlippe (19) und die anderen beiden Winkel Schultern (15,16) bilden, und daß jeder der beiden Stützringe (21,22) einen radial gerichteten Plansch (24) und einen axial gerichteten Flansch (25) aufweist, die so ausgebildet sind, daß sie mit Teilen der die Schultern (15,16) bildenden Flächen (13,17 oder 14,18) in Eingriff kommen können,,

2. Abdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die längste Seite (12) des Mittelringes (ll) angenähert doppelt so lang ist wie jede der anderen Flächen (13,14,17,18).

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3β Abdichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß jede Endfläche (13,14) unter einem spitzen Winkel zu der Grundfläche (12) des Mittelringes (ll) geneigt ist und daß sich der radial gerichtete Flansch (24) des Stützriages (21 oder 22) zwischen einer geneigt angeordneten Oberfläche, die mit der Endfläche (13 B&&T 14) in Eingriff kommen kansip und einer quer angeordneten Stirnseite verjüngt, die mit der Stirnseite einer Aus« neiimung für die Lagerung der Abdichtung in Eingriff kommen kann«

ψ 4, Abdichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Stützringe (21 oder 22) eine rohrförmig ausgebildete Lagerbuchse (25) aufweist, die sich in axialer Bichtung von der Verbindungsstelle der radial und axial gerichteten Flansche (24,25) weg erstreckt«

5» Abdichtung zwischen einem Zylinder und einem Kolben, wobei der

Kolben in bekannter Weise mit einer ringförmigen Ausnehmung versehen ist, dadurch gekennzeichnet _s daß in die Ausnehmung (29,31,31) eine Abdichtung nach Anspruch 4 eingesetzt wird, deren ) Gesamtlänge geringer ist als der Abstand zwischen den Endflächen (31j32) der Ausnehmung, und daß der Gleiteingriff an dem inneren und an dem äußeren Durchmesser der Lagerbuchsen (25) so toleriert ist, daß ein Flüssigkeitsdurchlaß zwischen jedem Ende des Kolbens und der entsprechenden Seite der Abdichtung gegeben ist.

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