DE19704250A1 - Dichtung mit konischem Boden der Aufnahmenut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtung eines gegenüber einem Zylinder beweglichen Kolbens. An die Dichtung werden ver­ schiedene Anforderungen gestellt. Zum einen soll die Reibung der Dichtung bei einer Bewegung der gegeneinander abzudich­ tenden Flächen möglichst klein sein. Des weiteren soll der durch die Dichtung abzudichtende Raum auch mit einem ver­ gleichsweise hohen Druck beaufschlagt werden können. Da aber der Druck in dem abzudichtenden Raum sich gerade dann ver­ größert, wenn der abzudichtende Kolben in diesen Raum hin­ einläuft, muß gerade bei dieser Bewegungsrichtung des Kol­ bens die Dichtwirkung besonders groß sein, während bei ent­ gegengesetzter Bewegungsrichtung eine kleine Reibung er­ wünscht ist.

Es sind daher Dichtungen vorgeschlagen worden, wie sie bei­ spielsweise in Fig. 1 gezeigt sind, bei denen eine umlau­ fende linienförmige Dichtkante (7) entsteht, welche durch zwei aneinanderstoßende schräge Flächen (4, 6) gebildet ist. Die Dichtwirkung ist dabei größer, wenn die dem abzudichten­ den Raum zugewandte Dichtfläche (4) möglichst steil ist. Umgekehrt ist das Gleitverhalten bei einer aus dem abzudich­ tenden Raum herausführenden Bewegung des Kolbens besser, wenn die wirksame Fläche (6) einen flacheren Winkel ein­ nimmt. Bei dem Kolben (1) ist somit in eine Nut (2) ein un­ symmetrischer Dichtring (3) eingelegt. Dabei besitzt er eine erste umlaufende schräge Fläche (4) mit einer großen Neigung gegenüber der Längsachse (5) des Kolbens (1) und eine zweite umlaufende Dichtfläche (6) mit einer schwächeren Neigung gegenüber der Längsachse (5). Die beiden Dichtflächen (4) und (6) stoßen in einer umlaufenden Kante (7) aufeinander, die die Dichtkante des Dichtrings (3) bildet.

Nachteilig bei der in Fig. 1 beispielsweise gezeigten vor­ geschlagenen Lösung ist es, daß der Dichtring (3) unsymme­ trisch aufgebaut ist, so daß die beiden Flächen (4) und (6) in einer bestimmten Einbaulage in die Nut (2) eingefügt wer­ den müssen. Für Bestückungsautomaten ist somit die richtige Einbaulage des Dichtrings nur schwer oder mit sehr hohem Aufwand erkennbar. Selbst wenn aber auch Mittel vorhanden sind, die die richtige Einbaulage des Dichtungsrings gemäß Fig. 1 erkennen können, so muß der Bestückungsautomat zu­ sätzlich noch geeignet sein, den Ring danach in die richtige Einbaulage zu drehen, um durch Einfügen in die Nut den so gedrehten Ring bestücken zu können.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Dichtung anzugeben, bei der zum einen der Dichtring einfach und symmetrisch auf­ gebaut ist, so daß auf seine richtige Einbaulage nicht ge­ achtet werden muß und der im verbauten Zustand gleichwohl unsymmetrisch angeordnete Dichtflächen besitzt.

Die Erfindung geht daher aus von einer Dichtung der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ergebenden Gattung und löst die gestellte Aufgabe durch die sich aus dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination. Die Er­ findung besteht im Prinzip also darin, die Elastizität des Dichtrings auszunutzen und eine unsymmetrische Nut vorzuse­ hen, an deren Form sich der Dichtring anpaßt, so daß dieser zwar vor der Montage eine symmetrische Form besitzt, nach der Montage aber die gewünschte Unsymmetrie aufweist. Die vorliegende Erfindung ist über die Fassung des Anspruchs 1 hinaus für alle Dichtungen geeignet, bei denen sich aufgrund der Elastizitätswirkung des Dichtrings selbst dessen ur­ sprüngliche symmetrische Form in Einbaulage zu einer unsym­ metrischen Form ändert. Aus der DE-OS 42 20 765 ist zwar ein geneigter Nutboden bekannt, doch ist dieser Nutboden nicht konisch. Im übrigen fehlt auch die durch zwei aufeinander zulaufende Flächen gebildete Dichtkante.

Der Dichtring erhält eine besonders einfache Formgebung, wenn man die Merkmale nach Anspruch 2 anwendet. Bei der Schräge des Nutbodens ist dabei zu beachten, daß diese nicht 45° gegenüber der Längsachse des Kolbens betragen darf, da dann die beiden aufeinanderstoßenden Dichtflächen symme­ trisch zu der Längsachse liegen und somit den gleichen wirk­ samen Winkel besitzen.

Wie weiter oben schon beschrieben, wird man den Nutboden derart legen, daß die aus Anspruch 3 ergebende Merkmalskom­ bination resultiert. Praktisch heißt das, daß der Nutboden sich zu dem abzudichtenden Raum hin konisch erweitert bzw. zu dem Raum hin der Umfang am Nutboden vergrößert, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung der erfindungsgemäßen Dichtung ist durch die Merkmalskombination nach Anspruch 4 beschrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand der Zeichnung erläutert.

Darin zeigt:

Fig. 1 eine bereits vorgeschlagene Anordnung einer unsymme­ trischen Dichtung mit einem Dichtflächen abweichen­ der Schräge aufweisenden Dichtring und

Fig. 2 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dichtung anhand eines Kolbens einer Radialpumpe.

Der in Fig. 1 gezeigte Kolben wird nur so weit beschrieben, wie dies für die Erfindung wesentlich ist. Der Kolben 1 be­ sitzt einen unsymmetrisch aufgebauten Dichtring 3 mit einer umlaufenden Dichtkante 7, die dadurch gebildet ist, daß zwei Dichtflächen 4, 5 mit abweichender Schräge aufeinanderstoßen. Dabei ist die Fläche 4 mit der größeren Schräge dem abzu­ dichtenden Raum zugewandt, während die weniger geneigte Dichtfläche 6 dem Abschnitt des Kolbens zugewandt ist, wel­ cher durch einen umlaufenden Exzenter angetrieben wird. Hierdurch wird der Kolben in Schwingung versetzt, so daß durch die Innenbohrung des Kolbens 1 Druckmittel längs der Querbohrung des Kolbens 1 an das dem Dichtring 3 abgewandte Ende des Kolbens 1 gefördert werden kann. Einzelheiten der Arbeitsweise eines derartigen Kolbens können beispielsweise der DE-OS 37 22 988 entnommen werden.

Fig. 2 zeigt den ansonsten unveränderten Kolben gemäß Fig. 1, welcher mit der erfindungsgemäßen Dichtung versehen wur­ de. In diesem Kolben ist eine Dichtungsnut 10 eingeformt, welche eine umlaufende Bodenfläche 11 besitzt, welche ko­ nisch geformt ist. Diese Nut kann bei einem gespritzten Kunststoff-Kolben durch Spritzguß eingeformt sein, bei einem gegossenen Kolben mittels der Gießform eingeformt sein oder auch mit Hilfe eines Schneidwerkzeuges herausgeschnitten sein. Der in die Dichtnut 10 eingelegte Dichtring 12 ist im noch nicht eingesetzten Zustand durch einen elastischen sym­ metrischen Dichtungsring gebildet, der mittels eines Monta­ gewerkzeugs leicht automatisch in die Dichtnut 10 eingefügt werden kann, wobei die Einbaurichtung gleichgültig ist.

Durch die elastische Vorspannkraft des Dichtrings 12 paßt dieser sich mit seiner inneren Mantelfläche an die Form der Bodenfläche 11 an, so daß er mit seiner inneren Mantelfläche ringförmig an der Bodenfläche 11 anliegt. Im Ausführungsbei­ spiel laufen die Seitenfläche 13 des Rings 12 und die Man­ telfläche 14 des Rings senkrecht zueinander. Durch die Vor­ wölbung des Dichtrings 12 kann die Seitenfläche 13 und die Mantelfläche 14 jeweils als Dichtfläche des Dichtrings 2 verwendet werden, wobei die beiden Flächen 13 und 14 an der Kante 16 aufeinanderstoßen, welche die ringförmige Dicht­ kante des Dichtrings 12 bildet.

Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung der Dicht­ ring und die Form der Dichtnut 10 einen anderen Aufbau ha­ ben, soweit nur sichergestellt ist, daß der Dichtring 12 im unverbauten Zustand symmetrisch ist. Außerdem sollen durch den Einbau des Dichtrings in die Dichtnut 10 sich zwei Dichtflächen ergeben, welche eine unterschiedliche Schräge gegenüber der Längsachse des Kolbens bzw. der Längsachse des Dichtrings aufweisen. Im übrigen kann die Form des Dicht­ rings 12 stark von der hier gezeigten Form abweichen, wobei man darauf achten muß, daß die Dichtnut 10 mit ihrem Boden und ihren Seitenflächen in geeigneter Weise an diese Dicht­ ringform angepaßt ist, so daß sich eine gute und sichere Anlage des Dichtrings an der Seitenfläche der Nut 10 ergibt. Weiterhin muß der durch die Nut zur Verfügung gestellte Raum groß genug sein, um beim Zusammenpressen des Dichtrings Platz für das nach innen gedrückte elastische Material des Dichtrings 12 zu haben.

Claims (4)

1. In eine Nut eines Zylinders oder Kolbens (1) eingelegter elastischer Dichtring mit einer umlaufenden Dichtkante (16), die durch zwei aufeinanderstoßende umlaufende Flä­ chen (13, 14) gebildet ist, die in unterschiedlichen Win­ keln zur Längsachse (5) des Zylinders oder Kolbens (5) aufeinanderstoßen, dadurch gekennzeichnet, daß der sym­ metrisch aufgebaute Dichtring (14) in eine Nut (10) ein­ gelegt ist, deren Bodenfläche konisch verläuft.

2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (14) einen rechteckigen vorzugsweise qua­ derförmigen Querschnitt besitzt.

3. Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüber der Längsachse (5) steiler geneigte Dichtfläche (13) dem abzudichtenden Abschnitt des Kol­ bens (1) zugewandt ist.

4. Verwendung der Dichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche in einer Radialkolbenpumpe.