DE2025730B2 - Dichtung für zwei koaxial ineinander angeordnete und axial zueinander bewegliche zylindrische Teile - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Dichtung für einen in einem Zylinder gleitbaren Kolben mit in einem geschlitzten, in einer Ringnut des Kolbens gehaltenen, an die Zylinderlauffläche angepreßten Dichtungsring, der mindestens eine zur Lauffläche hin offene Ausnehmung aufweist, in die ein in sich geschlossener Rückhaltering eingelegt ist.

Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Dichtung für die entgegengesetzte Ausbildung, bei der eine Stange in einer zylindrischen Bohrung gleitbar und der Dichtungsring mit dem Rückhaltering in einer Ringnut der Bohrung gehalten ist.

Bei bekannten Ausbildungen (z. B. gemäß der FR-PS 488 517) hört die radiale Ausdehnung (bzw. Verengung) des Dichtungsringes bei seinem Anlegen an den Rückhaltering auf und die Abdichtung erfolgt dann nur noch über einen Drosselspalt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die schon als solche neue Aufgabe zugrunde, die Rückhalteringe so auszubilden, daß die radiale Ausdehnung (bzw. Verengung) des Dichtungsringes nur gebremst bzw. verringert wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Rückhaltering aus einem Werkstoff besteht, dessen Elastizitätsmodul den des Dichtungswerkstoffes nur um so viel übersteigt, daß sich die infolge Verschleißes ergebende Aufweitung (bzw. Verengung) des Dichtungsringes durch den Rückhaltering nicht abgebrochen, sondern nur gebremst wird, unter Verringerung von Abnutzung und Reibung auf ein als zulässig bestimmtes Maß und unter Verschließen des Spaltes.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung besteht also darin, daß bei gleichzeitiger Verringerung des Verschleißes eine einwandfreie Berührungsdichtung durch die Ringe gewährleistet bleibt.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele und deren Darstellung in den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Ansicht und einen teilweisen Schnitt in achsrichtung einer Dichtungsanordnung zur Abdichtung zwischen einem Kolben und einem Zylinder,

F i g. 2 eine Schnittansicht der in F i g. I veranschaulichten Dichtungsanordnung nach einer Einlaufzeit,

Fig.3 eine Ansicht und einen leilweisen axialen Schnitt einer Dichtungsanordnung zur Abdichtung einer Stange.

Fig. 4 eine Modifikation der Dichtungsanordnung der F i g. 3. und

F i g. 5 eine weitere Variante einer Dichtungsanordnung.

In F i g. 1 wird ein Kolben 11 über eine Kolbenstange 15 entlang einer Zylinderwand 13 hih- und herbewegt. Eine Ringnut dient zum Halten eines im Querschnitt T-fömigen geschlitzten Dichtungsringes 17. Der Ring 17 wird radial nach außen gedruckt, um zwanglaufig mit seiner Außenfläche 18 mit der inneren Zylinder wand 13 druckdichtend in Eingriff zu treten, und /war durch Vorspannung des Ringes oder durch die Verwendung eines Metallexpanders (nicht dargestellt), der in den Raum 19 zwischen dem Boden der Nut des KoI bens 11 und der Innenfläche des Ringes 17 eingefügt sein kann. Das Auswärtsdrängen des Ringes 17 hält eine wirksame Dichtung mit dem Zylinder aufrecht, selbst wenn der Ring abgenutzt ist. Der Ring 17 kann aus irgendeinem für die gewünschte Dichtungsart geeignetem Material hergestellt sein. So sind beispielsweise für manche Anwendungen Materialien wie polymerisiertes Tetrafluoräthylen, andere Kunstharze oder Metalle geeignet.

Endlose Ringe 21 und 23 sind gleichfalls in der Ringnut des Kolbens 11 als Teil der Dichtungsanordnung installiert, um den Ring 17 zurückzuhalten und die gegen die Zylinderwandung 13 gerichteten radialen Kräfte des Ringes 17 auszugleichen. Die endlosen Ringe 21 und 23 haber. im ungespannten Zustand einen äußeren Durchmesser, der etwas kleiner ist als der Durchmesser der Zylind^arvand 13, so daß kleine Spielräume 25 und 27 frei bleiHvo. Der innere Durchmesser der ungespannten -.iiilosen Rückhalteringe 21 und 23 wird so gewählt, daß sich anfangs Spielräume 29 und 31 zwischen ihnen und dem Querteil des Ringes 17 ergeben.

Die anfängliche, beim Einlaufen auftretende, in F i g. 2 gezeigte Abnutzung der mit der Zylinderwand 13 in Eingriff tretenden Fläche 18 des Ringes 17 beseitigt die Spielräume 23,27,29 und 31. wodurch der Ring 17 mit den endlosen Rückhalteringen 21 und 23 in Eingriff tritt und letztere in Berührung mit der Zylinderwandung 13 bringt. Von dem in F i g. 2 dargestellten Abnutzungszustand an bis zum Ende der Lebensdauer der Dichtungsanordnung stehen der geschlitzte Dichtungsring 17 und die endlosen Rückhalteringe 21 und 23 mit der Zylinderoberfläche 13 unter im wesentlichen gleichförmigem Lagerdruck in Eingriff und halten dadurch eine wirksame Dichtung aufrecht. Gleichzeitig setzen die Ringe 21 und 23 den auf den Ring 17 ausgeübten dynamischen radialen Kräften einen WiHprctnnH

entgegen. Die genannten Kräfte werden durch die sehr großen Unterschiede zwischen den Drücken zu beiden Seiten der Dichtung erzeugt, die während der Hin- und Herbewegung des Kolbens auftreten können. Der von den Ringen 21 und 23 ausgeübte elastische Widerstand wird, entsprechend den soeben erklärten radialen, von den maximalen Druckunterschieden erzeugten Kräften, über den Werkstoff dieser Ringe gewählt. Dieser elartische Widerstand oder die Dehnungsfestigkeit bestimmt dann die Größe der radialen Kraft, die der Ring 17 in der Lage sein muß aufzubringen, um die endlosen Ringe in Berührung mit den Zylinderwandungen zu strekken. Die endlosen Riickhalteringe sollen elastischer als die Zylinderwand 13 sein und können aus verschiedenen Materialien, wie beispielsweise einem Kunstharz, hergestellt sein.

Die Anordnung der anfänglichen Spielräume 25, 27, 29 und 31 in dem Dichtungszusami.lenbau der Fig. 1 verringert die erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit bei der Herstellung der Dichtung gegenüber einer ansonsien gleichen Ausbildung ohne anfängliche Spielräume.

Gerade für Hochdruckanwendungen haben erfindungsgemäße Dichtungen ihren größten Vorteil.

Die Erfindung kann auch, wie in F i g. 3 veranschaulicht, zum Dichten einer Stange 35 verwendet werden. In einer aus zwei Abschnitten 33 und 34 gebildeten Zylinderwand bewegt sich eine Stange 35 hin und her. Ein im Querschnitt L-förmiger geschlitzter Ring 37 und ein endloser Rückhaltering 39 sind in einer radial nach innen offenen Ringnut der Abschnitte 33 und 34 gehalten. Der Ring 37 wird radial nach innen gegen die Stange 35 gedruckt und der Ring 39 wirkt nach der anfänglichen Abnutzung des Ringes 35 dem einwärts gerichteten Druck des letzteren entgegen in entsprechender, wenngleich umgekehrter Weise wie beim ersten Ausführungsbcispiel.

Der L-Ring 37 kann aus drei Abschnitten anstatt als Einstück-Ring ausgebildet sein und in Kombination mit einem (nicht dargestellten) metallenen Ring verwendet werden. Letzterer Ring drückt den L-Ring 37 radial gegen die Stange 35.

Für eine Dichtung des Kolbens 11 entsprechend der F i g. 1 kann auch ein im Querschnitt L-förmiger geschlitzter Ring mit einem einzigen endlosen Rückhalteiing verwendet werden.

Für eine Dichtung einer Stange gemäß F ί g. 3 kann

ic alternativ, wie in F i g. 4 gezeigt, ein im Querschnitt T-förmiger Ring 55 mit endlosen Rückhalteringen 57 und 59 verwendet werden. Zusätzlich zeigt Fig.4 einen endlosen elastischen Ring 61 unter Zugspannung, der den Ring 57 umgibt und gegen die Stange 35

!₅ drängt. Der Ring 61 hat eine nach innen gerichtete Spannung, die auf die Spannung der Ringe 57 und 58 so abgestimmt ist, daß der geschlitzte Ring 55 gegen die Stange 35 mit im wesentlichen gleichmäßigem Druck während eines beachtlichen Teils der Abnutzung der Lagerfläche 63 des Ringes 55 ar liegt.

Die erfindungsgemäßen Dichiungsanordnungen können auch zur Abdichtung von zv/ei zylindrischen. Drehbewegungen gegeneinander ausführenden Elementen verwendet werden, wozu sie so modifiziert wurden, daß sich ein Eingriff zwischen dem Ring und seinem Rückhaltering oder seinen Rückhalteringen ergibt unter Verhinderung relativer Drehung oder axialer Bewegung zwischen denselben, jedoch unter Gestaltung von Ausdehnung und Zusammenziehung des Ringes relativ zu dem Rückhaltering längs einer radialen Ebene der Dichtungsanordnung.

Bei einer weiteren in F i g. 5 veranschaulichten Modifikation einer Dichtungsanordnung zur Verwendung entweder mit einem Zylinder oder mit einer Stange sind zwei geschlitzte Ringe 47 und 49 im Querschnitt zueinander spiegelbildlich um einen einzelnen endlosen Rückhaltenng51 angeordnet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Dichtungsanordnung für einen in einem Zylinder gleitbaren Kolben mit einem geschlitzten, in einer Ringnut des Kolbens gehaltenen, an die Zylinderlauffläche angepreßten Dichtungsring, der mindestens eine zur Lauffläche hin offene Ausnehmung aufweist, in die ein in sich geschlossener Rückhaltering eingelegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückhaltering (21) aus einem Werkstoff besteht, dessen Elastizitätsmodul den des Dichtungsringwerkstoffes nur um so viel übersteigt, daß die sich infolge Verschleißes ergebende Aufweitung des Dichtungsringes (17) durch Spannen des Rückhalteringes nicht abgebrochen, sondern nur gebremst wird unter Verringerung von Abnutzung und Reibung auf ein als zulässig bestimmtes Maß und unter Verschließen des Spaltes.

2. Dichtungsanordnung für eine in einer zylindrisehen Bohrung in axialer Richtung beweglichen Stange mit einem geschlitzten, in einer Ringnut der Bohrung gehaltenen, an die Stange angepreßten Dichtungsring, der mindestens eine zur Lauffläche hin offene Ausnehmung aufweist, in die ein in sich geschlossener Rückhaltering eingelegt ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Rückhaltering (39) aus einem Werkstoff besteht, dessen Elastizitätsmodul den des Dichtungsringwerkstoffes nur um so viel übersteigt, daß die sich infolge Verschleißes ergebende Verengung des Dichtungsringes (37) durch Zusammendrücken des Rückhalteringes nicht abgebrochen, sondern nur gebremst wird unter Verringerung von Abnutzung und Reibung auf ein als zulässig bestimmtes Maß und unter Verschließen des Spaltes.