DE19545172A1 - Kompaktdichtung - Google Patents
KompaktdichtungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
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Description
Die Erfindung betrifft eine Kompaktdichtung gemäß dem Ober
begriff des Anspruchs 1, insbesondere für den Einsatz in
automatischen Getrieben von Kraftfahrzeugen.
Kompaktdichtungen dieser Art sind in Form von sogenannten O-Ringen
bekannt.
Die Anmelderin hat zur Verbesserung der Druckdichtheit eine
Dichtung mit einem Querschnitt gemäß DE 43 02 251 A1 vorge
schlagen. Diese Dichtung verformt sich bei einem Druckunter
schied, der aus dem Druck eines abzudichtenden Mediums rela
tiv zum Umgebungsdruck resultiert, in einer die Dichtwirkung
verbessernden Weise. Sowohl ein O-Ring als auch eine Kom
paktdichtung nach dem Vorschlag der Anmelderin führen zu
etwa quadratischen Querschnittsabmessungen des durch die Nut
zur Aufnahme der Kompaktdichtung einerseits und die Gleit
fläche andererseits begrenzten Aufnahmeraumes, d. h. zu etwa
gleichgroßen Abmessungen dieses Aufnahmeraumes in axialer
Richtung und in radialer Richtung.
Bei der Entwicklung von automatischen Getrieben für Kraft
fahrzeuge sind zwei sich widersprechende Forderungen zu er
füllen. Einerseits soll das Getriebe kurz bauen, um einen
Quereinbau bei Fahrzeugen mit Frontantrieb zu ermöglichen.
Andererseits sind eine hohe Anzahl von Gangstufen, d. h.
mindestens vier und teilweise sogar fünf Gangstufen, in dem
Getriebe unterzubringen, um niedrigen Kraftstoffverbrauch
des Fahrzeuges zu gewährleisten. Aus diesen Forderungen re
sultiert eine extreme Beschränkung der Abmessungen jedes
einzelnen Bauteil des Getriebes und somit auch der Dichtun
gen, vor allem in axialer Richtung. So steht beispielsweise
zur Unterbringung der Dichtung eines Kolbens eines automati
schen Getriebes, die ein Getriebeöl im Temperaturbereich
zwischen 110 und 160°C bei Betriebsdrücken bis 12 bar ab
dichten soll, nur ein Axialmaß zur Verfügung, das die Unter
bringung einer bekannten Kompaktdichtung nicht mehr zuläßt.
Beispielsweise wird bei einem in der Praxis vorkommenden
Zylinderdurchmesser zur Aufnahme des Kolbens von 178 mm nach
DIN-Norm 3771, Teil 1, Tabelle 1 ein Querschnittsdurchmesser
für den O-Ring zwischen 3,55 und 5,3 mm empfohlen. Die zur
Unterbringung eines solchen O-Ringes erforderlichen Nutbrei
ten liegen bei 4,2 bis 6,4 mm. In Konsequenz der oben ange
gebenen Forderungen bleibt jedoch für das Ausführungsbei
spiel mit einem Zylinderdurchmesser von 178 mm lediglich
noch eine Nutbreite von 2,5 mm zur Unterbringung der Kom
paktdichtung, so daß der Einsatz eines klassischen O-Ringes
oder einer Kompaktdichtung nach dem Vorschlag der Anmelderin
nicht möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompaktdich
tung zu schaffen, die auf engstem Einbauraum ohne Gefahr der
Verdrillung bei der Montage unterbringbar ist, gegen hohe
Drücke abdichtet und einer translatorischen Bewegung der
abzudichtenden Teile relativ zueinander einen geringen Wi
derstand entgegensetzt.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient Patentanspruch 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Kompaktdichtung nach der
Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Kompaktdichtung nach der Erfindung hat merklich größere
Höhe als Breite und läßt sich in eine außerordentlich
schmale Nut einbauen.
Neben den minimierten Abmessungen hat eine Kompaktdichtung
nach der Erfindung folgende Vorteile:
- - Die Kompaktdichtung ist geeignet zur Abdichtung hoher Drücke (bis mindestens 25 bar).
- - Bei gleicher Verpressung in eingebautem Zustand und gleicher radialer Höhe der Dichtung wie bei den bekann ten Kompaktdichtungen werden eine geringere Radialkraft und damit ein geringerer Widerstand gegen Verschiebung der zueinander beweglichen Teile als beispielsweise bei einem O-Ring erzeugt.
- - Eine Kompaktdichtung nach der Erfindung ist weniger emp findlich gegen Abweichungen von den vorgeschriebenen Maßen, läßt sich also mit größeren Toleranzen fertigen als ein O-Ring.
- - Das bei O-Ringen gefürchtete Verdrillen bei der Montage ist bei einer Kompaktdichtung nach der Erfindung ausge schlossen, weil sich aufgrund des großen Höhen-Breiten-Verhältnisses von mehr als 1,3 eine Kompaktdichtung nach der Erfindung sich nicht verdrillt in die schmale Nut montieren läßt.
- - Die Kipp- und Standsicherheit in der Nut ist verbessert.
- - Aufgrund der mit einem großen Radius abgerundeten Dicht kante sind eine Spaltextrusion und eine Materialermüdung des Dichtungswerkstoffes (Elastomer) an den Flanken al lenfalls gering.
- - Hohe Spannungsänderungen im Berührbereich der Dichtung und der Gleitfläche sind vermieden.
- - Die aufzubringende Verschiebekraft ändert sich mit dem Betriebsdruck weniger als bei bekannten Kompaktdichtun gen.
- - Die Kompaktdichtung nach der Erfindung läßt sich mit dem gleichen Herstellungsverfahren wie bei O-Ringen ferti gen.
Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeich
nungen an einem Ausführungsbeispiel mit weiteren Einzelhei
ten näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer gesamten Kom
paktdichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Einzelheit bei II in Fig. 1 in erheblich
größerem Maßstab und
Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung eines Aufnahme
raumes für eine Kompaktdichtung gemäß der Er
findung in gleichem Maßstab wie Fig. 2.
Die in den Figuren dargestellte Kompaktdichtung gemäß der
Erfindung ist als geschlossener Ring aus einem Elastomer-Werkstoff
ausgeführt. Die Größenverhältnisse der Gesamtab
messungen lassen sich gut aus Fig. 1 erkennen. Darin bedeu
ten D der Innendurchmesser der Kompaktdichtung, H die Höhen
abmessung und B die Breite der Kompaktdichtung.
In Fig. 2 ist mit der Bezugszahl 2 eine mit einem Radius R1
abgerundete Dichtkante bezeichnet, die den äußeren Umfang
der Kompaktdichtung begrenzt. Die Dichtkante 2 geht beidsei
tig glatt in konvex gewölbte Seitenwände 4, 6 über, die je
weils mit einem Radius R4 abgerundet sind.
Am inneren Umfang hat die Kompaktdichtung beidseitig zwei
Füße 8 und 10, die konvex mit einem Radius R2 abgerundet
sind. Zwischen den beiden Füßen 8 und 10 ist eine konkave
Ausrundung 12 mit einem Radius R3 vorgesehen.
Die genannten Abmessungen genügen folgenden Beziehungen:
Höhen-/Breitenverhältnis B/H: zwischen 1,3 und 1,8;
Radius R2 der Füße 8, 10: zwischen 0,4 R1 bis 0,6 R1;
Radius R3 der Ausrundung 12: zwischen 0,25 R1 und 0,5 R1;
Radius R4 der Seitenwände 4, 6: 5 R1 bis 10 R1.
Höhen-/Breitenverhältnis B/H: zwischen 1,3 und 1,8;
Radius R2 der Füße 8, 10: zwischen 0,4 R1 bis 0,6 R1;
Radius R3 der Ausrundung 12: zwischen 0,25 R1 und 0,5 R1;
Radius R4 der Seitenwände 4, 6: 5 R1 bis 10 R1.
In Fig. 3 ist eine insgesamt mit der Bezugszahl 14 bezeich
nete Nut zur Aufnahme der Kompaktdichtung in einem Kolben 16
dargestellt, der translatorisch in einem Zylinder 18 mit
innerer Gleitfläche 20 abgedichtet bewegbar sein soll. Der
Abstand zwischen dem Nutgrund 22 der Nut 14 und der Gleit
fläche 20 ist mit H1 und der Abstand der beiden Seitenwände
24, 26 der Nut mit B1 bezeichnet.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel mit einem Innen
durchmesser D von 178 mm betragen bei nicht eingebauter Kom
paktdichtung die Breite B = 2,1 mm und die Höhe H = 3,1 mm.
Die den Einbauraum dieser Dichtung begrenzenden Abmessungen
der Nut 14 betragen dabei B1 = 2,5 mm und H1 = 2,9 mm. Hier
aus ist erkennbar, daß die Dichtung beim Einbau in radialer
Richtung gestaucht und in axialer Richtung verdickt wird.
Im Vergleich zu der empfohlenen Nutbreite von 4,2 bis 6,4 mm
zur Aufnahme eines O-Ringes nach DIN 3771 ist der durch die
Nut 14 gebildete Aufnahmeraum erheblich kleiner. Insbesonde
re ist die Breitenabmessung in axialer Richtung des Kolbens
16 bedeutend vermindert. Gleichwohl ergeben sich die durch
Versuche verifizierten, oben beschriebenen Vorteile.
Claims (6)
1. Kompaktdichtung mit zu einer Radialebene (S) sym
metrischem Querschnitt zum druckdichten Abdichten von
insbesondere translatorisch zueinander beweg
baren Bauteilen (16, 18), wobei das eine Bauteil (16)
eine Nut (14) zur Aufnahme der Kompaktdichtung und
das andere Bauteil (18) eine Gleitfläche (20) auf
weist, an welcher die Kompaktdichtung mit einer dyna
mischen Dichtkante (2) unter radialer Pressung an
liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der
Querschnitt der Kompaktdichtung wie folgt ausgebildet
ist:
- a) das Höhen-/Breitenverhältnis (H/B) beträgt zwischen 1,3 und 1,8;
- b) die der Gleitfläche (20) zugewandte dynami sche Dichtkante (2) ist zumindest im Bereich der Berührungsfläche, welche sich in mon tiertem Zustand der Kompaktdichtung an der Gleitfläche (20) ausbildet, mit einem großen Radius (R1) konvex gekrümmt;
- c) nutgrundseitig ist auf jeder Seite der Kom paktdichtung je ein vorspringender Fuß (8, 10) vorgesehen.
2. Kompaktdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die dynamische Dichtkante (2)
mit einem Radius (R1) von etwa der halben Breite (B)
des Querschnitts abgerundet ist und beidseitig sanft
in die Seitenwände (4, 6) der Kompaktdichtung über
geht.
3. Kompaktdichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Seitenwände (4, 6)
mit einem Radius (R4) konvex gewölbt sind, der das 5- bis
10fache des Radius (R1) der dynamischen Dicht
kante (2) beträgt.
4. Kompaktdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß jeder Fuß
(8, 10) mit einem Radius (R2) konvex abgerundet ist,
der dem 0,4- bis 0,6fachen des Radius (R1) der dyna
mischen Dichtkante (2) entspricht.
5. Kompaktdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den
beiden Füßen (8, 10) eine konkave Ausrundung (12) mit
einem Radius (R3) vorgesehen ist, der dem 0,25- bis
0,5fachen des Radius (R1) der dynamischen Dichtkante
(2) entspricht.
6. Anwendung der Kompaktdichtung nach einem der vorange
henden Ansprüche zur Abdichtung des in einem Zylinder
(18) verschieblichen Kolbens (16) eines automatischen
Kraftfahrzeuggetriebes.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19545172A DE19545172C2 (de) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Kompaktdichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19545172A DE19545172C2 (de) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Kompaktdichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE19545172A1 true DE19545172A1 (de) | 1997-06-05 |
DE19545172C2 DE19545172C2 (de) | 1999-09-23 |
Family
ID=7779132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19545172A Expired - Lifetime DE19545172C2 (de) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Kompaktdichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19545172C2 (de) |
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