DE19819559A1

DE19819559A1 - Ventilschaftabdichtung

Info

Publication number: DE19819559A1
Application number: DE1998119559
Authority: DE
Inventors: Juergen Netzer
Original assignee: CR Elastomere GmbH
Current assignee: SKF Sealing Solutions GmbH
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1998-04-30
Publication date: 1999-11-11

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ventilschaftabdichtung mit einem in einer Ringnut in der Bohrung eines kappenartigen Trägers aus Elastomere angeordneten Dichtring aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder dgl., der unter Vorspannung auf der Mantelfläche des Ventilschaftes abdichtend aufliegt. Um die Steifigkeit des Dichtringes zu reduzieren und eine Beeinflussung der Anpreßkraft zu ermöglichen, wird der Dichtring (5) auf einer seiner Stirnseiten (10) mit mindestens einem von der Stirnseite (10) ausgehenden, sich über die gesamte Höhe (H) des Dichtringes (5) erstreckenden Schlitz (11) versehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilschaftabdichtung mit einem in einer Ringnut eines kappenartigen Trägers aus Elastomere angeordneten Dichtring aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder dgl., der unter Vorspannung auf der Mantelfläche des Ventilschaftes abdichtend anliegt.

Durch die US-PS 29 06 255 ist eine Ventilschaftabdichtung bekannt, bei der in einer Ringnut in der Bohrung eines kappenartigen Trägers aus Gummi oder gummielastischem Material ein mit einem radialen Ringflansch versehener Ring aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder ähnlichem Material eingesetzt ist, der mit seiner Bohrung über die gesamte Ringbreite unter Vorspannung auf der Mantelfläche des Ventilschaftes abdichtend aufliegt. Dieser als Winkelring ausgebildete Ring aus PTFE ist sehr steif, so daß bei geringen Ventilschaftdurchmessern sehr hohe Anpreßkräfte und damit trotz des geringen Reibbeiwertes des Materials sehr hohe absolute Reibverluste auftreten. Das führt mit der Zeit zu einem Verschleiß des Ringes in der Bohrung, so daß sich auf Dauer ein Spalt bildet, durch den das abzudichtende Medium, z. B. Öl, hindurchtreten kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Ventilschaftabdichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der die Steifigkeit des PTFE-Ringes reduziert und eine Beeinflussung der Anpreßkraft des Dichtringes auf den Ventilschaft ermöglicht werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe nach der vorliegenden Erfindung dadurch, daß der Dichtring auf einer seiner Stirnseiten mit mindestens einem von der Stirnseite ausgehenden, sich über die gesamte Höhe des Dichtringes erstreckenden Schlitz versehen ist. Durch diesen Schlitz wird die Steifigkeit des Dichtringes und damit die Anpreßkraft deutlich reduziert.

Zur weiteren Reduzierung der Steifigkeit wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der Dichtring auch auf der gegenüberliegenden Stirnseite ebenfalls mit einem Schlitz versehen, wobei die Schlitze auf den beiden Stirnseiten vorzugsweise zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet werden.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird auf der Mantelfläche des Trägers im Bereich der Ringnut zur Aufnahme des Dichtringes eine ringförmige Zugfeder angeordnet, die die Anpreßkraft des Dichtringes an die Mantelfläche des Ventilschaftes ausübt und gleichzeitig Verschleiß oder Setzverhalten des PTFE-Materials des Dichtringes kompensiert. Die im Einbauzustand leicht geöffneten Schlitze im Dichtring werden durch die Zugfeder verringert.

Um einen erhöhten Öldurchtritt über die Schlitzöffnungen zu vermeiden, ist nach weiteren Merkmalen der Erfindung vorzugsweise auf der Ölseite des Dichtringes dieser in der Bohrung mindestens im Bereich der Schlitze über einen Teil seiner Breite mit einer zylindrischen Kontaktfläche und über die übrige Breite mit einer zurückgesetzten, z. B. kegelig sich erweiternden, Ringfläche versehen.

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung kann die zylindrische Kontaktfläche ringsumlaufend ausgebildet sein und/oder die Schlitze in ihrer jeweiligen Tiefe so ausgebildet sein, daß sie sich überlappen. Der von der ölseitigen Stirnseite ausgehende Schlitz kann sich in seiner Tiefe annähernd über die Breite der Kontaktfläche und der gegenüberliegende Schlitz in seiner Tiefe von der betreffenden Stirnseite über den Grund des Schlitzes von der Ölseite hinaus bis nahe an die gegenüberliegende Stirnseite erstrecken. Es ist jedoch sinnvoll, einen schmalen Bereich der zylindrischen Kontaktfläche nicht zu schlitzen.

Schließlich ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung die der Ölseite der Abdichtung zugekehrte Stirnfläche des Dichtringes unter einem steilen Kontaktwinkel von 45° bis 90° zur Mittelachse des Ventilschaftes geneigt, der eine sehr gute Ölabstreifwirkung erzielt. Damit lassen sich äußerst geringe Öldosierungen erreichen. Die Öldosierung der Ventilschaftabdichtung läßt sich übrigens auch über die Anzahl und Tiefe der Schlitze im Dichtring steuern, so daß ein ölseitiger Kontaktwinkel von 90° als Standard gewählt werden kann, was die Herstellung des Dichtringes wesentlich erleichtert.

Ein Ausführungsbeispiel soll nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnung näher beschrieben werden.

Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Schnitt durch die erfindungsgemäße Ventilschaftabdichtung und

Fig. 2 und Fig. 3 im vergrößerten Maßstab jeweils einen Schnitt durch den Dichtring, wobei die Schnitte in Umfangsrichtung zueinander versetzt sind.

Die Ventilschaftabdichtung nach Fig. 1 besteht aus einem kappenartigen Träger 1 aus einem Elastomer, der im Sitzbereich mit der - nicht dargestellten - Ventilführung mit einem Versteifungsring 2 aus Blech versehen ist, und aus einem in einer Ringnut 3 in der Bohrung 4 des Trägers 1 eingesetzten Dichtring 5 aus PTFE. Der Dichtring 5 liegt mit einer Kontaktfläche 6 mit der Breite B bzw. der Dichtkante 6' (Fig. 3) auf der Mantelfläche 7 des Ventilschaftes 8 abdichtend an.

Ausgehend von dieser Kontaktfläche 6 bzw. Dichtkante 6' schließt sich in der Bohrung des Dichtringes 5 eine kegelig sich erweiternde Ringfläche 9 an.

Der Dichtring 5 ist - wie aus Fig. 1 und 2 zu ersehen ist - auf seiner der Ölseite der Ventilschaftabdichtung zugewandten Stirnseite 10, ausgehend von dieser Stirnseite 10 mit einem sich über die gesamte Höhe (oder Wandstärke) H erstreckenden Schlitz 11 versehen, der sich in der Tiefe T₁ über einen Teil der Breite B der Kontaktfläche 6 erstreckt, so daß ein Bereich B₁ der Kontaktfläche 6 ungeschlitzt ist. Die Kontaktfläche 6 ist - wie aus Fig. 2 hervorgeht - mindestens im Bereich der Schlitze 11 über die Breite B zylindrisch ausgebildet.

Wie aus Fig. 3 hervorgeht - hier wurde eine andere Schnittebene als nach Fig. 2 gewählt - ist der Dichtring 5 auch auf der der Stirnseite 10 gegenüberliegenden Stirnseite 12 mit einem von der Stirnseite 12 ausgehenden Schlitz 13 versehen, der sich über die Höhe H des Dichtringes 5 und in der Tiefe T₂ etwas über den Grund des Schlitzes 11 hinaus erstreckt. Wie Fig. 3 zeigt in der Dichtring 5 in dieser Schnittebene ohne zylindrische Kontaktfläche 6 ausgebildet. Hier berührt eine Dichtkante 6' die Mantelfläche 7 des Ventilschaftes 8. Es besteht jedoch ohne weiteres die Möglichkeit, die Kontaktfläche 6 über den gesamten Umfang verlaufend zylindrisch auszubilden.

Durch diese Schlitze 11 und 13 wird der Dichtring 5 elastischer, so daß die in einer Ausnehmung 14 der abgesetzten Mantelfläche 15 des Trägers 1 im Bereich der Ringnut 3 eingesetzte ringförmige Zugfeder 16 den Dichtring 5 mit seiner Kontaktfläche 6 bzw. Dichtkante 6' federnd an die Mantelfläche 7 des Ventilschaftes 8 andrücken kann.

Die der Ölseite zugekehrte Stirnseite 10 des Dichtringes 5 ist unter einem steilen Winkel α - hier 90° - zur Mittelachse 17 des Ventilschaftes 8 geneigt, wodurch eine sehr gute Ölabstreifwirkung erzielt wird.

Claims

1. Ventilschaftabdichtung mit einem in einer Ringnut in der Bohrung eines kappenartigen Trägers aus Elastomere angeordneten Dichtring aus Polytetrafluoräthylen (PTFE) oder dgl., der unter Vorspannung auf der Mantelfläche des Ventilschaftes abdichtend aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (5) auf einer seiner Stirnseiten (10) mit mindestens einem von der Stirnseite (10) ausgehenden, sich über die gesamte Höhe (H) des Dichtringes (5) erstreckenden Schlitz (11) versehen ist.

2. Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (5) auch auf der gegenüberliegenden Stirnseite (12) mit mindestens einem von dieser Stirnseite (12) ausgehenden, sich über die gesamte Höhe (H) des Dichtringes (5) erstreckenden Schlitz (13) versehen ist.

3. Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitze (11, 13) auf den beiden Stirnseiten (10, 12) des Dichtringes (5) zueinander in Umfangsrichtung versetzt angeordnet sind.

4. Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Mantelfläche (15) des Trägers (1) im Bereich der Ringnut (3) zur Aufnahme des Dichtringes (5) eine ringförmige Zugfeder (16) angeordnet ist.

5. Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Dichtringes (5) mindestens im Bereich der Schlitze (11) auf einer Stirnseite (10) über einen Teil der Breite mit einer zylindrischen Kontaktfläche (6) und über die übrige Breite mit einer zurückgesetzten Ringfläche (9) versehen ist.

6. Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Kontaktfläche (6) über den gesamten Umfang ringsumlaufend ausgebildet ist.

7. Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Kontaktfläche (6) auf der Ölseite des Dichtringes (5) angeordnet ist.

8. Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Tiefen (T₁ bzw. T₂) der Schlitze (11, 13) überlappen.

9. Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ölseitige Schlitz (11) in seiner Tiefe (T₁) von der betreffenden Stirnseite (10) aus annähernd über die Breite (B) der Kontaktfläche und der gegenüberliegende Schlitz (13) in seiner Tiefe (T₂) von der betreffenden Stirnseite (12) über den Grund des Schlitzes (11) hinaus bis nahe an die gegenüberliegende Stirnseite (10) erstreckt.

10. Ventilschaftabdichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich der ölseitige Schlitz (11) unter Bildung eines ungeschlitzten Bereiches (B₁) nur über einen Teil der Breite (B) der Kontaktfläche (6) erstreckt.

11. Ventilschaftabdichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die der Ölseite zugekehrte Stirnseite (10) des Dichtringes (5) unter einem steilen Kontaktwinkel (α) von 45° bis 90° zur Mittelachse (17) des Ventilschaftes (8) geneigt ist.