DE2104859A1 - Sealing arrangement for parts that can be moved relative to one another - Google Patents
Sealing arrangement for parts that can be moved relative to one anotherInfo
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- DE2104859A1 DE2104859A1 DE19712104859 DE2104859A DE2104859A1 DE 2104859 A1 DE2104859 A1 DE 2104859A1 DE 19712104859 DE19712104859 DE 19712104859 DE 2104859 A DE2104859 A DE 2104859A DE 2104859 A1 DE2104859 A1 DE 2104859A1
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- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/32—Sealings between relatively-moving surfaces with elastic sealings, e.g. O-rings
Description
Ilünchen, den 15.12.1970Ilünchen, December 15, 1970
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^966-^ 966-
KKOEE-BEEMSE G.m.b.H. 8 München 13, Moosacherstraße 80KKOEE-BEEMSE G.m.b.H. 8 Munich 13, Moosacherstraße 80
Dichtungsanordnung für zueinander relativ verschiebliche TeileSealing arrangement for parts that can be moved relative to one another
Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zum Abdichten des Ringspaltes zwischen zwei zylinderischen, konzentrisch ineinander angeordneten und zueinander relativ verschieblichen Teilen, insbesondere für Kolben und Kolbenstangen, wobei das eine Teil eine radial zum anderen Teil · hin offene Ringnut mit rechteckigem Querschnitt aufweist, in welche ein elastischer, den Ringspalt überbrückender A Dichtungsring eingesetzt ist.The invention relates to a sealing arrangement for sealing the annular gap between two cylindrical, concentrically arranged and mutually displaceable parts, in particular for pistons and piston rods, with one part having an annular groove with a rectangular cross-section that is open radially towards the other part and into which an elastic , the annular gap bridging A sealing ring is inserted.
Bekannte Dichtungsanordnungen mit elastischen Dichtungsringen, welche von einer die dichtende Anpressung des Überdruckes unterstützenden Wirkung Gebrauch machen und bei welchen der abzudichtende Überdruck dazu verwendet wird, den Ringumfang an eine Gegenfläche zu pressen, so daß die Anpressung etwa der Größe des jeweiligen Überdruckes ent-Known sealing arrangements with elastic sealing rings, which one of the sealing contact pressure of the overpressure make use of the supporting effect and in which the overpressure to be sealed is used to press the circumference of the ring against a mating surface so that the contact pressure corresponds approximately to the size of the respective overpressure.
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spricht, weisen den Nachteil auf, daß insbesondere zum Abbau dieser Anpressung bei absinkendem, abzudichtenden . Druck, wie es zum Geringhalten der Reibung bei in beiden Richtungen wirksamen Dichtungen notwendig war, aufwendige und komplizierte Mittel erforderlich waren.speaks, have the disadvantage that, in particular, to reduce this pressure when the pressure drops, to be sealed. Pressure, as it was necessary to keep the friction low in seals effective in both directions, expensive and complicated resources were required.
Eine bekannte Dichtungsanordnung dieser Art weist eine am Umfang des Dichtungsringes verlaufende und nach der dem jeweils abdichtenden Umfang entgegengesetzten Seite hin "offene Nut auf, welche zu zwei als Rückschlagklappen wirkenden Abschnitten führt, die während eines Druckaufbaues mit den radialen Innenflächen der Ringnut eines Kolbens zusammenwirken und dadurch die dichtende Wirkung des Dichtungsringes unterstützen. Bei einer doppelt wirkenden Punktion der Dichtungsanordnung müssen zwei Dichtungsringe mit...; entsprechenden Entlüftungsbohrungen vorgesehen sein, damit die im Raum an Nutgrund der Dichtungsringe eingefangene Druckluft durch besondere Kanäle wieder entweichen und die zusätzliche Vorspannung abgebaut werden kann.A known sealing arrangement of this type has a running on the circumference of the sealing ring and after the each sealing circumference on the opposite side "open groove, which two act as non-return valves Sections leads during a pressure build-up with the radial inner surfaces of the annular groove of a piston interact and thereby support the sealing effect of the sealing ring. For a double-acting puncture the sealing arrangement must have two sealing rings with ...; corresponding vent holes may be provided so that the compressed air trapped in the space at the bottom of the groove of the sealing rings escape again through special channels and the additional bias can be reduced.
Ferner ist eine Dichtungsanordnung bekannt geworden, deren Dichtungsring zur offenen Seite der radialen Ringnut hin einen größeren Querschnitt aufweist als an der dem ITutgrund zugekehrten Seite. Durch seine symmetrische oder unsymmetrische Querschnittsform ergibt sich der Nachteil, daß dieser Dichttungsring sich im wesentlichen nur für eine einseitig wirk-Furthermore, a sealing arrangement has become known, the sealing ring of which faces the open side of the radial annular groove has a larger cross-section than that facing the ITutgrund Page. By being symmetrical or asymmetrical Cross-sectional shape has the disadvantage that this sealing ring essentially only for a unilaterally effective
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same Dichtungsanordnung eignet. .Dadurch, daß sich derartige Dichtungsringe nach der Nutgrundseite hin verjüngen, ist weiterhin keine selbstzentrierende Wirkung gewährleistet. same sealing arrangement is suitable. .Because such If the sealing rings are tapered towards the groove base, a self-centering effect is still not guaranteed.
Aufgabe der Erfindung ist es ohne aufwendige Mittel eine Dichtungsanordnung mit einem Dichtungsring zu schaffen, welche in beiden Richtungen wirkend ausbildbar ist und g The object of the invention is to create a sealing arrangement with a sealing ring, which can be designed to act in both directions, without expensive means, and g
welche von der dichtenden Anpressung des Überdruckes unterstützenden Wirkung Gebrauch macht, ohne dabei seine Punktionstüchtigkeit zu mindern.which support the sealing pressure of the overpressure Makes use of its effect without reducing its ability to puncture.
Die Aufgabe der Erfindung wird in der Weise gelöst, daß der im wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt aufweisende Dichtungsring an seinen seitlichen Begrenzungsflächen zumindest eine in Umfangsrichtung verlaufende, axial offene Ringnut aufweist, deren dem anderen leil abgewandte Seitenfläche als Kegelstumpfmantelflache ausge- j| bildet ist, wobei die Kegelstumpfmantelflache mit der an ihr anliegenden seitlichen Begrenzungsfläche des Dichtungsringes unter Bildung einer Dichtungslippe einen spitzen Winkel einschließt und die zur Öffnung der radial offenen Ringnut v/eisende Dichtungslippe an einer radialen Seitenwandung der Ringnut anliegt.The object of the invention is achieved in such a way that the substantially rectangular cross-section having Sealing ring on its lateral boundary surfaces at least one running in the circumferential direction, has axially open annular groove, the other leil of which remote side surface designed as a truncated cone envelope surface j | forms is, wherein the truncated cone surface with the on their adjacent lateral boundary surface of the sealing ring to form a sealing lip a point Angle includes and the opening of the radially open annular groove v / iron sealing lip on a radial side wall the ring groove rests.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der ErfindungIn the drawing is an embodiment of the invention
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dargestellt. Es zeigtshown. It shows
Pig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Dichtungsring im in einen Kolben eingebauten, nicht beaufschlagten Zustand.Pig. 1 shows a section through an inventive Sealing ring when installed in a piston, not pressurized.
Fig. 2 einen Schnitt durch einen Kolben mit einem in Pfeilrichtung von rechts beaufschlagten Dichtungsring gemäß der Erfindung.2 shows a section through a piston with a loaded from the right in the direction of the arrow Sealing ring according to the invention.
Fig. 3 einen Schnitt durch einen Kolben mit einem - . in Pfeilrichtung von links beaufschlagten Dichtungsring♦Fig. 3 is a section through a piston with a -. applied in the direction of the arrow from the left Sealing ring ♦
Pig. 4 einen Schnitt durch einen Kolben mit einem in Pfeilrichtung von rechts beaufschlagten Dichtungsring mit verlängertem Mittelsteg.Pig. 4 shows a section through a piston with a loaded from the right in the direction of the arrow Sealing ring with extended center bar.
Pig. 5 einen Schnitt durch einen mit Dichtungsanordnungen gemäß der Erfindung abgedichteten doppeltwirkenden Zylinder.Pig. 5 is a section through one with sealing arrangements double-acting cylinder sealed according to the invention.
Gemäß Fig. 1 ist in einem Zylinder 1 ein Kolben 2 geführt, welcher eine radial zum Zylinder 1 hin offene Ringnut 3 mit rechteckigem Querschnitt aufweist, in der ein elastischer, den Ringspalt 4 überbrückender Dichtungsring 5 vorgesehen ist. Der Dichtungsring 5 weist an seinen seitlichen Begren-According to FIG. 1, a piston 2 is guided in a cylinder 1, which piston has an annular groove 3 that is open radially towards the cylinder 1 Has a rectangular cross-section, in which an elastic, the annular gap 4 bridging sealing ring 5 is provided is. The sealing ring 5 has at its lateral limit
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zungsflächen 6 und 61 je eine in Umfangrichtung verlaufende, axial offene Ringnut 7 und 7' auf, deren dem Zylinder 1 abgewandte Seitenflächen als Kegelstumpfmantelflächen 17 und 17f ausgebildet sind und mit den an sie anliegenden seitlichen Begrenzungsflächen 8 und 8' einen spitzen Y/inkel 10 einschließen und unter Bildung je einer Dichtungslippe 9 und 9' an den radialen Seitenwandungen 11 und 11· der Ringnut 3 anliegen. Die Dichtungslippen 9 und 9' liegentongue surfaces 6 and 6 1 each have a circumferential, axially open annular groove 7 and 7 ', the side surfaces of which facing away from the cylinder 1 are designed as truncated conical surfaces 17 and 17 f and with the lateral boundary surfaces 8 and 8' resting on them a pointed Y / Include legs 10 and bear against the radial side walls 11 and 11 of the annular groove 3, forming a sealing lip 9 and 9 '. The sealing lips 9 and 9 'lie
, dabei im nicht beaufschlagten Zustand des Dichtungsringes * 5 federnd an je einer radialen Seitenwandung 11 und 11' der Ringnut 3 an und halten auf diese Wiese den Dichtungs-, while the sealing ring is not pressurized * 5 resilient on each radial side wall 11 and 11 ' the annular groove 3 and hold the sealing in this way
. ring 5 in einer selbstzentrierenden Mittellage. Die axial offene Ringnut 7 und 7' sind durch einen parallel zur radialen. Mittelebene des Dichtungsringes 5 verlaufenden Mittelsteg 12 des Dichtungsringes 5 voneinander getrennt. Der Mittelsteg 12 ist dabei als ein in radialer Richtung wirkender Dehnungsabschnitt ausgebildet, dessen Dehungsbereich auf die maximale Druckhöhe abgestimmt ist, so daß bei hohen ύ Drücken die größte Anpreßkraft der radial äußeren Begrenzungsfläche 15 des Dichtungsringes 5 mit der Zylinderfläche 1 erreicht wird ohne dabei die Schmierfilmaufbereitunn zu unterbrechen. Der Dichtungsring 5 weist an seinen radial äußeren Teil je eine seitliche Begrenzungsfläche 6 und 6' . auf, die mit den radialen Seitenwandungen 11 und 11' der Ringnut 3 je einen radialen Ringspalt 16 und 161 bilden, von denen der Ringspalt 16 mit der axial offenen Ringnut 7. ring 5 in a self-centering middle position. The axially open annular groove 7 and 7 'are parallel to the radial by a. Central plane of the sealing ring 5 extending central web 12 of the sealing ring 5 separated from each other. The central web 12 is designed as an expansion section acting in the radial direction, the expansion area of which is matched to the maximum pressure level, so that at high ύ pressures the greatest contact force of the radially outer boundary surface 15 of the sealing ring 5 with the cylinder surface 1 is achieved without the lubricant film preparation to interrupt. The sealing ring 5 has a lateral boundary surface 6 and 6 'on its radially outer part. which each form a radial annular gap 16 and 16 1 with the radial side walls 11 and 11 ′ of the annular groove 3 , of which the annular gap 16 with the axially open annular groove 7
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und der Ringspalt 16' mit der axial offenen Ringnut 71 verbunden ist. Der Dichtungsring 5 liegt mit seiner radial äußeren Ringfläche 15 am Zylinder 1 und mit seiner radial inneren Ringfläche 14 am Nutgrund 13 mit bestimmter Vorspannung an und nimmt in der beschriebenen Lage seine betriebsbereite Stellung ein.and the annular gap 16 'is connected to the axially open annular groove 7 1 . The sealing ring 5 rests with its radially outer annular surface 15 on the cylinder 1 and with its radially inner annular surface 14 on the groove base 13 with a certain preload and assumes its operational position in the described position.
Erfolgt nun eine Beaufschlagung des Dichtungsringes 5 in Pfeilrichtung von rechts gemäß Fig. 2, so strömt das Druckmedium über den axialen Ringspalt 4 und den radialen Ringspalt 16 in die axial offene Ringnut 7 ein und baut in diesen Räumen einen Druck auf, wobei es für die Punktionstüchtigkeit des Dichtungsringes 5 belanglos ist, ob sich der Druck nur langsam oder schnell aufbaut. Entsprechend der Größe des Druckaufbaues wird über die Kegelstumpfmantelfläche 17 die Dichtungslippe 9 an die Seitenwandung 11 und über, die seitliche Begrenzungsfläche 6 der Dichtungsring 5 mit seiner seitlichen Begrenzungsfläche 6' an die Seitenwandung 11' der radialen Ringnut 3 gedruckt, wobei im mittleren Druckbereich der Mittelsteg 12 noch keine Funktion ausübt. Steigt der Druck jedoch weiterhin an, beginnt sich innerhalb seines vorbestimmten Toleranzbereiches der Mittelsteg 12 in radialer Richtung zu dehnen bei gleichzeitiger Ausbuchtung in axialer Richtung gemäß Fig. 4 bis die seiner Beaufschlagungsrichtung entgegengesetzte Begrenzungsfläche 18 an die radiale Seiten-If now an impingement of the sealing ring 5 in the direction of arrow from the right in FIG. 2, so the pressure medium through the axial annular gap 4 and the radial annular gap 16 flows into the axially open annular groove 7 and builds in these rooms a D jerk on, it being possible for the puncture ability of the sealing ring 5 is irrelevant whether the pressure builds up slowly or quickly. Depending on the size of the pressure build-up, the sealing lip 9 is pressed onto the side wall 11 via the truncated cone surface 17 and the sealing ring 5 with its side boundary surface 6 'is pressed onto the side wall 11' of the radial annular groove 3 via the lateral boundary surface 6, with the central web in the middle pressure area 12 does not yet have a function. If the pressure continues to rise, however, the central web 12 begins to expand in the radial direction within its predetermined tolerance range with a simultaneous bulge in the axial direction according to FIG.
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wandung 11' der Ringnut 3 angedrückt wird. Damit ist der maximale Anpreßdruck der radial äußeren Ringfläche 15 des Dichtungsringes 5 an die Zylinderfläche 1 erreicht. Die Anpresskraft des Dichtungsringes 5 ist dabei so bemessen, daßwall 11 'of the annular groove 3 is pressed. So that is maximum contact pressure of the radially outer annular surface 15 of the sealing ring 5 on the cylinder surface 1 is reached. The pressing force of the sealing ring 5 is dimensioned so that
. bei maximaler Druckhöhe die Schmierfilmaufbreitung durch die Reibung zwischen der äußeren Ringfläche 15 und der Zylinderfläche 1 nicht unterbrochen wird. Ein Übertreten des Druckmediums zum Hutgrund 14 der radialen Ringnut 3. the lubricant film spreads out at maximum pressure the friction between the outer annular surface 15 and the Cylinder surface 1 is not interrupted. A crossing of the pressure medium to the base of the hat 14 of the radial annular groove 3
,wird auch bei maximaler Druckhöhe durch die ihrer Beauf- ', is also at the maximum pressure head by the
schlagungsrichtung entgegenstehende Dichtungslippe 9 verhindert. Impact direction opposing sealing lip 9 prevented.
■ Bei einer anschließenden Entlüftung entweicht der aufgebaute Druck über den Ringspalt 4 und der Dichtungsring 5 kehrt infolge seiner durch die Dichtungslippen 9 und 9l bewirkten Selbstzentrierung in eine betriebsbereite Mittellage zurück und nimmt wieder seine in Fig. 1 dargestellte, ursprüngliche Ausgangsstellung ein. ύ During a subsequent venting, the pressure built up escapes through the annular gap 4 and the sealing ring 5 returns to an operational central position as a result of its self-centering caused by the sealing lips 9 and 9 l and again assumes its original starting position shown in FIG. ύ
In Fig. 3 ist eine Dichtungsanordnung dargestellt, bei welcher der Dichtungsring 5 in Pfeilrichtung von der entgegengesetzten Seite beaufschlagt ist und wobei seine Punktionen sinngemäß in der vorstehend geschilderten Weise ge-.mäß Fig. 2 erfolgen. Der Dichtungsring 5 wird dabei mit seiner radialen Begrenzungsfläche 6 an die Seitenwandung 11 und die Dichtungslippe 9' an die Seitenwandung 11' derIn Fig. 3, a sealing arrangement is shown in which the sealing ring 5 in the direction of the arrow from the opposite Side is acted upon and with its punctures in the manner described above according to FIG. 2. The sealing ring 5 is with it its radial boundary surface 6 on the side wall 11 and the sealing lip 9 'on the side wall 11' of the
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~8~ 210A8B9~ 8 ~ 210A8B9
Ringnut 3 gedrückt. Eine Entlüftung erfolgt ebenfalls über den Ringspalt 4·.Ring groove 3 pressed. Ventilation also takes place via the annular gap 4 ·.
Gemäß der Erfindung kann die Dichtungsanordnung in vorteilhafter Weise auch angewendet werden, wenn von beiden Seiten gleichzeitig oder wechselweise beaufschlagt wird. Es ist dabei für die Funktionstuchtigkeit des Dichtungsringes 5 ohne Belang, ob der Überdruck zu beiden Seiten gleich groß ist oder differiert. Zu einer unzulässigen Verlagerung des Dichtungsringes 5 kann es auch bei großen Druckdifferenzen nicht kommen, weil die dem Überdruck ausgesetzten Flächen 17 und 17* nicht nur die dichtende Anpressung der Dichtungslippen 9 und 9' unterstützen, sondern gleichzeitig eine Zentrierung des Dichtungsringes 5 bewirken. Darüberhinaus verhindern die Dichtungslippen 9 und 91 ein Übertreten des Druckmediums zum Nutgrund 14- und damit ein ungewolltes Hinausdrücken des Dichtungsringes 5 in radialer Richtung aus der Ringnut 3 des Kolbens 2, wenn der Kolben 2 aus dem Zylinder 1 austritt.According to the invention, the sealing arrangement can also be used in an advantageous manner when it is acted upon from both sides at the same time or alternately. It is irrelevant for the functionality of the sealing ring 5 whether the overpressure is the same or different on both sides. An impermissible displacement of the sealing ring 5 cannot occur, even with large pressure differences, because the surfaces 17 and 17 * exposed to the overpressure not only support the sealing pressure of the sealing lips 9 and 9 ', but also center the sealing ring 5. In addition, the sealing lips 9 and 9 1 prevent the pressure medium from crossing the groove base 14 and thus preventing the sealing ring 5 from being inadvertently pushed out of the annular groove 3 of the piston 2 in the radial direction when the piston 2 emerges from the cylinder 1.
Fig. 5 zeigt eine weitere vorteilhafte Anwendungsform des Dichtungsringes 5 in einer Dichtungsanordnung wobei in einen Zylinder 19 ein Kolben 2 geführt ist, welcher mit einem erfindungsgemäßen Dichtungsring 5 gemäß Fig. 1 versehen ist und mit seiner äußeren, radialen Begrenzungsfläche 15 den Kolben 2 gegenüber der Zylinderfläche 1 ab- Fig. 5 shows a further advantageous form of application of the sealing ring 5 in a sealing arrangement wherein in a cylinder 19, a piston 2 is guided, which is provided with a sealing ring 5 according to the invention as shown in FIG is and with its outer, radial boundary surface 15, the piston 2 relative to the cylinder surface 1 from
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dichtet. Mit dem Kolben 2 ist eine Kolbenstange 20 verbunden, welche gegenüber dem Zylinder 19 durch einen Dichtungsring 21 mit radial umgekehrter Formgebung abgedichtet ist. Die Funktionen des Dichtungsringes 21 entsprechen dabei der Funktion des Dichtungsringes 5 in den Fig. 1, 2, 3 und 4. Durch die Umkehrung der formgebung ist es möglich, den Dichtungsring 5 für innen oder außen dichtend auszubilden. ' ' ' M seals. A piston rod 20 is connected to the piston 2 and is sealed off from the cylinder 19 by a sealing ring 21 with a radially inverted shape. The functions of the sealing ring 21 correspond to the function of the sealing ring 5 in FIGS. 1, 2, 3 and 4. By reversing the shape, it is possible to design the sealing ring 5 to be sealed inside or outside. '''M
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Dichtungsringes 5 besteht darin, daß die Montage, sein Einbringen in die Ringnut 3 rasch und ohne Schwierigkeiten erfolgen kann, weil die Dichtungslippen 9 und 91 ihrer Montagerichtung nicht entgegenstehen und von selbst die richtige Funktionsstellung entgegen ihrer Beaufschlagungsrichtung einnehmen. Bei vorheriger Schmierung der Ringnut 3 kann zuviel eingebrachtes Fett oder Öl vom Nutgrund H entlang den seitlichen Begrenzungsflächen 8 und 81 über die Dichtungslippen 9 und 91 wieder abfließen bzw. herausgedrückt werden und der Dichtungsring 5 legt sich mit seiner radial inneren Begrenzungsflache 13 auf den Nutgrund 14 der Ringnut 3 und kann dadurch in vorteilhafter Weise, ohne Minderung seiner Funktionstüchtigkeit in der Wiederdruekhydraulik verwendet werden.Another advantage of the sealing ring 5 according to the invention is that the assembly, its introduction into the annular groove 3 can be done quickly and without difficulty because the sealing lips 9 and 9 1 do not oppose their assembly direction and automatically assume the correct functional position against their direction of application. With prior lubrication of the annular groove 3, too much introduced grease or oil from the groove base H along the lateral boundary surfaces 8 and 8 1 via the sealing lips 9 and 9 1 can flow off or be pressed out again and the sealing ring 5 lies with its radially inner boundary surface 13 on the Groove bottom 14 of the annular groove 3 and can thus be used in an advantageous manner in the repressing hydraulics without reducing its functionality.
Die dem Zylinder 1 zugewandte äußere radiale Ringfläche 15The outer radial annular surface 15 facing the cylinder 1
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des Dichtungsringes 5 bzw. die der Kolbenstange 20 zugewandte innere radiale Ringfläche 15 des Dichtungsringes 21" gemäß Pig. 5 kann, wie dargestellt, dachartig oder auch flach ausgebildet sein.of the sealing ring 5 or the inner radial annular surface 15 of the sealing ring 21 facing the piston rod 20 " according to Pig. 5 can, as shown, be designed like a roof or else flat.
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Claims (3)
beiden Seiten einer durch ihn gelegten radialen Mittelebene zwei axial offene Ringnuten (7 und 7') aufweist,
welche durch eine parallel zur radialen Mittelebene verlaufenden Mittelsteg (12) voneinander getrennt sind.2. Sealing arrangement according to claim 1, characterized in that the sealing ring (5) is a mirror image of
has two axially open annular grooves (7 and 7 ') on both sides of a radial center plane laid through it,
which are separated from one another by a central web (12) running parallel to the radial central plane.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OHW | Rejection |