DE2110835A1

DE2110835A1 - Dynamic sealing device

Info

Publication number: DE2110835A1
Application number: DE19712110835
Authority: DE
Inventors: Robert Bouchez; Rene Lucien
Original assignee: Messier SA
Current assignee: Messier SA
Priority date: 1970-03-06
Filing date: 1971-03-06
Publication date: 1971-09-16
Also published as: FR2082214A5

Description

DIPL.-ING. HORST RUSE DIPL-i!^:G. PETER KOSELDIPL.-ING. HORST RUSE DIPL-i! ^: G. PETER KOSEL

3353 Bad Gandershelm, 5« MärZ 1971 Postfach 129 Hohenhöfen 5 Telefon: (05382)28« 3353 Bad Gandershelm, 5 "March 1971 P.O. Box 129 Hohenhöfen 5 Telephone: (05382) 28"

Telegramm-Adresse: Siedpatent Badgandershelm Unsere Akten-Nr. 2506/51 Telegram address: Siedpatent Badgandershelm Our file no. 2506/51

MESSIERMESSIER

Patentgesuch, vom 5. März 1971Patent application, dated March 5, 1971

MESSIERMESSIER

6, Avenue Raymond Poincare 2 a r i s - 16e / !Frankreich 6, avenue Raymond Poincare 2 aris - 16e /! France

Dynaaiisehe DiohtungsvorriohtungDynamic dialing device

Di© Erfindung betrifft dynamische Mohtungsvorrichtungen, üblicherweise als "zusammengesetzte" DiehtungsVorrichtungen bezeichnet, die zur Abdichtung eines großen Bereichs von· Drücken und insbesondere sehr hoher Drücke verwendet werden.The invention relates to dynamic Mohtungsvorrichtungen, usually as "compound" power devices which are used to seal a wide range of pressures and particularly very high pressures.

Es sind dynamische Dichtungsvorrichtungen bekannt, die ™ aus einem Reibring aus plastischem Stoff und mit geeigneten mechanischen Eigenschaften bestehen, wobei dieser Reibring an die abzudichtende i'läche mittels eines konzentrischen Bauteils, meist eines Ringes aus Elastomer, angedrückt wird, der auf den Reiöring durch seine j^igenelastizltät und ggf. durch hydrostatische Kräfte wirkt, die er überträgt, weil das abzudichtende Pluid bzw. das abzudichtende strömfähige Medium eine a.raft auf den Elastomerring ausübt.Dynamic sealing devices are known which ™ consist of a friction ring made of plastic material and with suitable mechanical properties, this friction ring to the surface to be sealed by means of a concentric component, usually a ring made of elastomer, which is pressed onto the friction ring due to its elasticity and possibly acts by hydrostatic forces, which it transmits because the pluid to be sealed or the fluid that is to be sealed Medium exerts a force on the elastomer ring.

PK/Hn. 109838/1262 PK / Hn. 109838/1262

Bankkonto: Norddeutsche Landeibank, Filiale Bad Qanderthtlm, Kto.-Nr.22.118.870 · Postscheckkonto: Hannover 68715Bank account: Norddeutsche Landeibank, Bad Qanderthtlm branch, account number 22.118.870 Postal checking account: Hanover 68715

Andererseits ist bekannt, daß unabhängig von der Dichtungsvorrichtung selbst aber mit einem möglichen Einfluß auf ihre Wirkungsweise die Reibungseigenschaften der abzudichtenden metallischen Werkstücke ins Spiel kommen. Zum Beispiel die Verwendung von Leichtmetallen, vor allem Aluminium oder Titan, oder nichtrostender Stähle, ebenso wie die Ausbiiaung der reibenden Oberflächen mit Stoffen, deren relative Zusammensetzung, Struktur und Härte nur wenig oder gar nicht kompatibel sind, oder auch die Anordnung der reibenden Oberflächen in einer Umgebung, die feste Verunreinigungen führt wie Sand, Stäube und Verschleißprodukte, die oft die Gefahr des Pressens und vorzeitigen Verschleisses mit sich bringt, noch gesteigert durch normale oder außergewöhnliche Belastungen, welche die metallischen Oberflächen aufeinanderdrücken. Die Verschleißprodukte können in den Bereich der Dichtungsvorrichtung gelangen und deren Reibfläche beschädigen» Im Pail von Gleitbewegungen veranlaßt die Bewegung der Dichtvorrichtungen über die so verunreinigten metallischen Oberflächen eine Einbuße an Dichtheit und vorzeitige Zerstörung der Dichtvorrichtungen.On the other hand, it is known that regardless of the sealing device itself but with a possible influence on their mode of action, the friction properties of the metallic workpieces to be sealed come into play come. For example, the use of light metals, especially aluminum or titanium, or more stainless Steels, as well as the development of the rubbing surfaces with substances whose relative composition, structure and hardness are only slightly or not at all compatible are, or the arrangement of the rubbing surfaces in an environment that carries solid impurities such as Sand, dust and wear products, which often involve the risk of compression and premature wear, increased by normal or extraordinary loads that press the metallic surfaces against one another. The wear products can get into the area of the sealing device and damage its friction surface » In the pail of sliding motion induces motion the sealing devices on the so contaminated metallic surfaces a loss of tightness and premature destruction of the sealing devices.

Eine bekannte Abhilfe zur Beseitigung dieser Nachteile besteht darin, daß in einem der abzudichtenden Teile eine Ringnut vorgesehen wird, in der ein Pührungs- oder Stützring angeordnet ist, der allein den Kontakt mit der Oberfläche des anderen abzudichtenden Werkstücks herstellt. Insbesondere die auf diese V/eise erreichte Ausschaltung der metallischen Reibung erleichtert in starkem Maße die Auswahl der metallischen Werkstoffe far die Werkstücke und vereinfacht die technologischen Probleme, weil größere Fertigungstoleranzen erlaubt sind.A known remedy for eliminating these disadvantages is that in one of the parts to be sealed an annular groove is provided in which a Pührungs- or Support ring is arranged, which alone makes contact with the surface of the other workpiece to be sealed manufactures. In particular, the elimination of metallic friction achieved in this way is facilitated in to a large extent the choice of metallic materials for the workpieces and simplifies the technological problems, because larger manufacturing tolerances are allowed.

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Damit aber diese Ausschaltung der metallischen Reibung wirksam wird, muß man für gewöhnlich diejenige Oberfläche, in welcher der Ring angeordnet werden soll, hinterarbeiten, d.h. es muß in diesem Bereich eine Vergrößerung des Spiels zwischen den metallischen Oberflächen durchgefünrt werden. Dies führt, soweit es sich darum dreht, zwischen diesen Oberflächen Dichtheit ύ However, in order for this elimination of the metallic friction to be effective, the surface in which the ring is to be arranged has to be back-worked, ie the play between the metallic surfaces has to be increased in this area. As far as it is concerned, this leads to tightness between these surfaces ύ

gegenüber einem strömfähigen Medium herzustellen, zu einer wesentlichen Verkomplizierung der Dichtvorrichtungen, um sie mit diesem Spiel kompatibel zu machen, z.ti. durch iiinzufügung von Anti-Extrusionsvorrichtungen. Es führt ferner zu einer Vergrößerung ihres Raumbedarfs und schließlich zu Schwierigkeiten bei der Montage und Demontage der Dichtungsvorrichtungen.to produce compared to a flowable medium, to a substantial complication of the sealing devices in order to make them compatible with this game, z.ti. by adding anti-extrusion devices. It also leads to an increase in their space requirements and ultimately to difficulties in the assembly and disassembly of the sealing devices.

Es ist ferner eine dynamische Dichtvorrichtung bekannt, die einerseits einen Reibring aus plastischem Stoff aufweist, der mit einem verhältnismäßig dicken und steifen ringförmigen Teil oder Absatz versehen ist, dessen Aufgabe im wesentlichen die Führung ist, und der Ä There is also a dynamic sealing device known which on the one hand has a friction ring made of plastic material, which is provided with a relatively thick and stiff annular part or shoulder, the task of which is essentially the guide, and the Ä

ferner mit einem dünneren una biegsameren ringförmigen Dichtteil versehen ist, der in Richtung des abzudichtenden Druckes zeigt und mit dem Absatz eine durchgehende Reibfläche bildet, und die andererseits einen elastischen Ring, z.B. aus Elastomer, aufweist, der konzentrisch um den ringförmigen Dichtteil des Reibringes herum angeordnet ist_o is also provided with a thinner and more flexible annular sealing part, which points in the direction of the pressure to be sealed and forms a continuous friction surface with the shoulder, and which on the other hand has an elastic ring, e.g. made of elastomer, which is arranged concentrically around the annular sealing part of the friction ring is _o

Im Schnitt ist aer ReiDring I-förmig ausgebildet, wobei die durch die beiden Arme des L gebildete Winkelecke von dem elastischen Ring eingenommen wird. Obgleich eine derartige Diciitvorrichtuug eine gute Dichtheit gewährleistet, nat sie schwerwiegende Nachteile_c Insbesondere ist die radiale Pinieiisionierung des AbsatzesIn section, aer ReiDring is I-shaped, with the angled corner formed by the two arms of the L being taken up by the elastic ring. Although such Diciitvorrichtuug ensures a good seal, they nat serious drawbacks In particular, _c is the radial Pinieiisionierung of paragraph

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bestimmt durch die Dimensionierung des Elastomerringes. Man gelangt daher zu aieelich bedeutenden Dickewerten des Absatzes und infolge dessen zu bedeutenden differentiellen Erweiterungen im /ergleich zu den metallischen Abschnitten. Andererseits ist der Absatz, weil er unter dem vollen .Betriebsdruck steht, Kriechen und damit anormalen Deformationen und Verschleißerscheinungen ausgesetzt« determined by the dimensioning of the elastomer ring. One therefore arrives at all significant thickness values of the paragraph and, as a result, significant differential extensions in comparison to the metallic ones Sections. On the other hand, because the heel is under full operating pressure, it is creeping and thus abnormal Exposed to deformations and signs of wear «

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die zuvor geschilderten Nachteile zu vermeiden.The invention is based on the object of avoiding the disadvantages outlined above.

Diese Aufgabe ist nach der Erfindung bei einer dynamischen Dichtvorrichtung dadurch gelöst, daß der ringförmige Dichtteil als Manschette ausgebildet ist, daß zwei getrennte Muten in einem der abzudichtenden Werkstücke vorgesehen sind, und daß der Absatz in einer dieser Nuten und der elastische Ring in der anderen üut angeordnet sind derart, daß der letztere die Manschette * radial in Berührung mit der abzudichtenden Oberfläche drückt.This object is achieved according to the invention in a dynamic sealing device in that the annular sealing part is designed as a sleeve that two separate grooves in one of the to be sealed Workpieces are provided, and that the shoulder in one of these grooves and the elastic ring in the other üut are arranged such that the latter the cuff * radially in contact with the surface to be sealed presses.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Dichtungsvorrichtung und die metallischen Werkstücke derart dimensioniert, daß in Abwesenheit von Kräften ein erstes Spiel zwischen den abzudichtenden Werkstücken und ein zweites Spiel zwischen der äußeren Oberfläche des Absatzes und der abzudichtenden Oberfläche sowie ein drittes Spiel zwischen der Manschette und den zylindrischen Teil zwischen den beiden Nuten besteht, wobei das erste Spiel deutlich größer als das zweite und das dritte Spiel ist und der Durchmesser des elastischen Ringes größer als der Durchmesser des zylindrischen Teiles ist.According to one embodiment of the invention, the Sealing device and the metallic workpieces dimensioned so that in the absence of forces a first play between the workpieces to be sealed and a second play between the outer surface the paragraph and the surface to be sealed and a third game between the sleeve and the cylindrical Part consists between the two grooves, the first game being significantly larger than the second and the third There is play and the diameter of the elastic ring is greater than the diameter of the cylindrical part.

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.Wach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Dicke der Manschette größer als das erste Spiel, und es besteht in Richtung des Druckes immer ein Spiel zwischen dem Ende der Manschette und der stromaufwärts liegenden Flanke der den elastischen Ring aufnehmenden Nut.. According to a further embodiment of the invention, the thickness of the sleeve is greater than the first game, and there is always a play in the direction of the pressure between the end of the cuff and the one upstream lying flank of the groove receiving the elastic ring.

Die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung weist
erhebliche Vorteile gegenüber der oben erwähnten ersten Lösung auf, die die Kombination des Führungsringes mit einer unabhängigen zusammengesetzten "Dichtungsvorrichtung betrifft. Es handelt sich insbesondere um folgende Vorteile: The sealing device according to the invention has
has considerable advantages over the above-mentioned first solution, which concerns the combination of the guide ring with an independent composite "sealing device. In particular, the following advantages are involved:

a) Der Reibring gemäß der Erfindung ist fester und beständiger, wodurch unregelmäßiger Verschleiß der Manschette vermieden wird. Diese Beständigkeit gewährleistet in allen Fällen eine vollständige Dichtheit der Dichtungsvorrichtung.a) The friction ring according to the invention is stronger and more stable, which leads to irregular wear the cuff is avoided. This resistance ensures complete in all cases Leak tightness of the sealing device.

b) Der erfindungsgemäße Ring läßt sich leichter
montieren, weil er einstückig ausgebildet ist.b) The ring according to the invention can be more easily
mount because it is made in one piece.

Bezüglich der zuvor erwähnten zweiten bekannten
Lösung weist die erfindungsgemäße Dichtungsvorrichtung folgende Vorteile auf:Regarding the aforementioned second known
Solution, the sealing device according to the invention has the following advantages:

a) Es besteht ein "Manschetteneffekt¹¹, demzufolge sich die Manschette des Reibringes unter Druck radial regelmäßig aufweitet. Der gleiche Effekt ergibt sich, wenn keinerlei Kraft einwirkt,
durch den elastischen Ring, Dieser Manschetteneffekt ist möglich gemacht durch die zwischen
den beiden Ringnuten liegende Zwischenzone.a) There is a "sleeve ^{effect 11} , as a result of which the sleeve of the friction ring expands radially regularly under pressure. The same effect occurs if no force is applied,
due to the elastic ring, this cuff effect is made possible by the between
the intermediate zone lying between the two ring grooves.

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b) Weil der Absatz in einer unabhängigen Ringnut gehalten ist, gerät er niemals in den Einfluß des Druckes·b) Because the paragraph is held in an independent ring groove, it never comes into the influence of pressure

e) Wegen seiner verhältnismäßig geringen Dicke gibt der Absatz zu weniger bedeutenden differentiellen Erweiterungen Anlaß und läßt sich sehr viel leichter als die bekannte Dichtungsvorrichtung montieren.e) Because of its relatively small thickness, the paragraph gives rise to less significant differential Extensions occasion and can be much easier than the known sealing device assemble.

Desweiteren kann, da der Absatz in seiner zugehörigen Nut verankert ist, der Rand der Manschette niemals in .Berührung mit der stromaufwärts liegenden Planke der den elastischen Ring aufnehmenden Mut geraten. Dadurch wird dieser Rand wirksam vor allen Beschädigungen bewahrt, die sonst ein Lecken der Dichtungsvorrichtung nach sich ziehen könnten.Furthermore, since the paragraph is anchored in its associated groove, the edge of the sleeve can never be in .Contact with the upstream plank of the the elastic ring receiving courage advised. This effectively protects this edge from all damage, which could otherwise result in leakage of the sealing device.

Mit einer erfindungsgemäßen Dichtungsvorrichtung sind die !"unktionen der Abdichtung und der Abstützung oder Führung wirksam erfüllt. So wird zu Beginn in Abwesenheit von Druck die Manschette gegen die abzudichtende Oberfläche lediglich durch die auf den elastischen Ring zurückzuführende elastische Wirkung angedrückt. Wenn das Druck vorliegt, kommt der elastische Ring zunächst zur Anlage gegen die stromabwärts liegende Flanke seiner Wut und weitet sich dann radial aus, wobei er den ursprünglichen Andruck der Manschette gegen die abzudichtende Oberfläche verstärkt.With a sealing device according to the invention are the! "functions of sealing and support or leadership effectively fulfilled. At the beginning, in the absence of pressure, the cuff is pressed against the one to be sealed The surface is only pressed on by the elastic effect attributable to the elastic ring. When the pressure is present, the elastic ring first comes to rest against the one located downstream Flank his anger and then expand radially, taking it reinforces the original pressure of the cuff against the surface to be sealed.

Mach einer Ausführungsform der Erfindung, insbesondere zur Erzielung von Dichtheit zwischen zwei zylindrischen Oberflächen, bilden lie Manschet be und der Absatz di'i.1 R-aibririgös eine ä^orit inuierllohe Reibfläche, Die S-H-GUfIg iincl die Ab-.ii.^r-ntat:-.ii a-./isohen. 3bvu;-m ^;;> ·-.-.."'-liiη mit ϋ>.ϊΐ'-:ύ Γ'Ι*;::; ^VaLaIt₃ eier z'u-.s. k.^itiiiaIn one embodiment of the invention, in particular to achieve tightness between two cylindrical surfaces, the collar and the paragraph di'i.1 R-aibririgös form an a ^ orit inuierllohe friction surface, the SH-GUfIg iincl the Ab-.ii. ^r -ntat: -. ii a-./isohen. 3bvu; -m ^; ;> · -.- .. "'- liiη with ϋ>.ϊΐ' -: ύ Γ'Ι *; ::; ^ VaLaIt ₃ eier z'u-.s. K. ^ Itiiia

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ebene Reibungsfläche aufweist.has flat friction surface.

Die DichtungsVorrichtungen mit nur einer Manschette gemäß der Erfindung gewährleisten die Dichtheit in dem Pail, wo der Druck in einer einzigen Richtung wirkt, wie z.B. in Zylindern mit Kolben. Wenn Dichtheit in zwei entgegengesetzten Druckrichtungen erzielt werden soll, ist es nach der Erfindung möglich, entweder zwei identische Dichtungsvorrichtungen anzuordnen, deren Absätze einander zugekehrt sind, oder eine einzige Dichtungsvorrichtung anzuordnen, die mit zwei sich seitlich erstreckenden Manschetten versehen ist·The sealing devices with only one sleeve according to the invention ensure the tightness in the pail where the pressure acts in a single direction, such as e.g. in cylinders with pistons. If tightness is to be achieved in two opposite pressure directions, it is possible according to the invention to arrange either two identical sealing devices, their paragraphs are facing each other, or to arrange a single sealing device with two laterally extending Cuffs is provided

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Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele beschrieben, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen?The invention is described on the basis of several exemplary embodiments which are shown in the drawing. It demonstrate?

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung, die zwischen zwei abzudichtenden Bauteilen angeordnet ist, und zwar vor der Druckanwendung,Fig. 1 is a longitudinal section through a sealing device according to the invention, which is to be sealed between two Components is arranged before the application of pressure,

Fig. 2 eine Fig. 1 entsprechende Schnittansicht der Dichtungsvorrichtung, jedoch während der Ausübung des Betriebsdrucks P,FIG. 2 shows a sectional view of the sealing device corresponding to FIG. 1, but during the exercise of the Operating pressure P,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung, bei der der Ring aus Elastomer durch einen Sitz abgestützt ist,Fig. 3 is a longitudinal section through a sealing device according to the invention, in which the ring made of elastomer is supported by a seat,

Fig. 4 eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung, die zur Gewährleistung der Abdichtung in beiden entgegengesetzten Druckrichtungen bestimmt ist,FIG. 4 is a sectional view of an embodiment of FIG Sealing device according to the invention to ensure the seal is determined in both opposite pressure directions,

Fig. 5 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Verbindungsvorrichtung, die eine Abwandlung der Ausführungsform nach Fig. 4 zum gleichen Zweck darstellt,5 is a sectional view of a further embodiment of the connecting device which is a modification of the Represents the embodiment according to FIG. 4 for the same purpose,

Fig. 6 eine weitere Ausführungsform der Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung, die zur Abdichtung zwischen zwei ebenen Flächen dient.Fig. 6 shows a further embodiment of the sealing device according to the invention, which is used for sealing between serves two flat surfaces.

Fig. 1 und 2 stellen eine mögliche Ausführungsform der Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung dar, und zwar für den Fall, daß die Abdichtung zwischen zwei koaxialen zylindrischen Flächen 11 und 12 sichergestellt werden soll. Die Dichtungsvorrichtung wird gebildet durch einen Beibring 15, der aus einem Stück gebildet ist, z.B. aus einem Kunststoff mit geringem Reibungskoeffizienten, z.B. aus "Teflon". Der Reibring 13 weist einen verstärkten Abschnitt oder Absatz 14 und einen dünnen Abschnitt oder eine Manschette 15 auf. Die Manschette 15 wird radial beaufschlagt zur dichten Berührung mit der Fläche 11 des einen Bauteils, undFigs. 1 and 2 show a possible embodiment the sealing device according to the invention, in the event that the seal between two coaxial cylindrical surfaces 11 and 12 should be ensured. The sealing device is formed by a supply ring 15, which is formed in one piece, e.g. from a plastic with a low coefficient of friction, e.g. from "Teflon". The friction ring 13 has a reinforced portion or heel 14 and a thin section or sleeve 15. The cuff 15 is acted upon radially to tight contact with the surface 11 of the one component, and

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zwar infolge der Wirkung eines Rings 16 aus Elastomer, der in einer Ringnut 17 in der Fläche 12 des anderen Bauteils untergebracht ist. Ferner wird der verstärkte Abschnitt des Reibrings 13 aufgenommen von einer Ringnut 18 in der Fläche 12 des zugeordneten Bauteils, wobei die Ringnut in einem Abstand von der Ringnut 17 angeordnet ist.due to the action of a ring 16 made of elastomer, in an annular groove 17 in the surface 12 of the other component is housed. Furthermore, the reinforced portion of the friction ring 13 is received by an annular groove 18 in the Surface 12 of the associated component, the annular groove is arranged at a distance from the annular groove 17.

Die Dichtungsvorrichtung nach Fig» 1 und 2 ist sowohl bei einer Montage der die Flachen 11 und 12 tragenden Bauteile koaxial zu der mit 21 bezeichneten gemeinsamen Achse als auch für eine komplementäre Montage der mit den Flächen 11 und 12 versehenen Bauteile koaxial zu der mit 22 * bezeichneten gemeinsamen Achse geeignet.The sealing device of Figures 1 and 2 is both when assembling the surfaces 11 and 12 supporting Components coaxial with the common axis denoted by 21 as well as for a complementary assembly of the with the Components with surfaces 11 and 12 coaxial to the 22 * designated common axis.

Die Wahl des Materials für den Reibring 13 ist verknüpft einerseits mit den Montagebedingungen, ζ ₉Β, abhängig davon, ob die Ringnuten 17 und 18 in einem einzigen Bauteil angeordnet sind oder zerlegbar sind, zum anderen von der Art des abzudichtenden strömenden Mediums, z»B» Gas oder Flüssigkeit, sowie zum dritten von den Betriebsbedingungen, insbesondere vom Druck des strömenden Mediums, den Führungs- oder Anlagekräften, der Geschwindigkeit, der Temperatur und von anderen Größen,The choice of material for the friction ring 13 is linked on the one hand to the assembly conditions, ζ ₉ Β, depending on whether the annular grooves 17 and 18 are arranged in a single component or can be dismantled, and on the other hand on the type of flowing medium to be sealed, z » B »Gas or liquid, as well as, thirdly, the operating conditions, in particular the pressure of the flowing medium, the guiding or contact forces, the speed, the temperature and other variables,

Je nach Anwendungsfall muß man Kunststoffe wieDepending on the application, you have to plastics like

Polyazetale, Polyamide und fluorierte Kunstharze verwenden, " die gegebenenfalls zur Erhöhung der Belastungsfähigkeit, der lebensdauer oder Dauerfestigkeit oder der thermischen Leitfähigkeit bei großen Geschwindigkeiten oder zur Verringerung der Wärmedehnungen beschichtet oder behandelt sind. Für Drücke bis 250 oder 300 Bar sind unbehandelte Teflone oder Teflone vorteilhaft, die mit Graphit, mit Molybdändisulfid, mit Bronze oder Silber, mit Glasfiber oder mit Keramik beschichtet oder behandelt sind, und zwar wegen ihrer geringen Reibung, ihrer guten Dichtungseigeiischaf t die sie zu erhalten gestatten, und wegen der leichten einstückigen Montage in den Ringnuten* Die Montage άάγλι entweder mitliilfo "von besonderen Blnaeteteilsn vorgenommenUse polyacetals, polyamides and fluorinated synthetic resins, "which may have been coated or treated to increase load capacity, service life or fatigue strength or thermal conductivity at high speeds or to reduce thermal expansion. Untreated Teflone or Teflone are advantageous for pressures of up to 250 or 300 bar coated or treated with graphite, molybdenum disulphide, bronze or silver, glass fiber or ceramic, because of their low friction, their good sealing properties which they allow to obtain and because of the easy one-piece assembly in the ring grooves * The assembly άάγλι either mitliilfo "made by special Blnaeteteilsn

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werden, oder durch anfängliches Schrumpfen und/oder Dehnen gefolgt von der thermischen Rückbewegung.or by initial shrinkage and / or stretching followed by thermal return.

Der Ring 16 kann gebildet werden aus Elastomer, z.B. aus Nitril, ¥iton, fluoriertem Silikon und anderen, und zwar je nach dem abzudichtenden Medium,The ring 16 can be formed from elastomer, e.g. made of nitrile, ¥ iton, fluorinated silicone and others, and depending on the medium to be sealed,

Andererseits können die äußeren und inneren Profile des Querschnitts des Reibrings 13 und gegebenenfalls die Form des Rings 16 aus Elastomer Anlaß zu zahlreichen Varianten geben, und zwar entweder zur Verringerung der Gefahr eines Pließens oder zur Erleichterung der Montage. Zum Beispiel kätinen Abschrägungen an den Kanten der Reibfläche des Reibrings vorgesehen werden.On the other hand, the outer and inner profiles of the cross section of the friction ring 13 and possibly the shape of the ring 16 made of elastomer can give rise to numerous variants, either to reduce the risk of pitting or to facilitate assembly. For example, chamfers can be provided on the edges of the friction surface of the friction ring.

Vom technologischen Standpunkt aus ist der verstärkte Abschnitt oder Absatz 14 des Reibrings 13 bestimmt durchsFrom the technological point of view, the reinforced section or shoulder 14 of the friction ring 13 is determined by

1 * den Durchmesser seiner Berührungsfläche mit dem Boden der Ringnut 18, der so berechnet-wird, daß nach der Montage in der Ringnut eine wirksame Berührung und vorzugsweise eine leichte Verriegelung erfolgt, z.B. in der Größenordnung von einigen $ des Durchmessers,1 * the diameter of its contact surface with the Bottom of the annular groove 18, which-is calculated so that after assembly in the annular groove an effective contact and preferably there is a slight locking, e.g. on the order of a few $ the diameter,

2. den Durchmesser seiner Reibfläche, der so berechnet wird, daß er nach dem Zusammenbau ein gewünschtes Punktionsspiel zwischen den Flächen 11 und 12 der beiden Bauteile beläßt,2. the diameter of its friction surface, which is calculated so that it has a desired puncture clearance after assembly left between the surfaces 11 and 12 of the two components,

3. seine Breite 1, dessen Nennwert einfach definiert ist in Abhängigkeit von den radialen Wirkungen zur Abstützung und von den mechanischen Eigenschaften des Materials des Reibrings 13. Dagegen müssen die auf diese Breite 1 anzuwendenden Toleranzen in Verbindung mit den Toleranzen an den Breiten der verschiedenen Elemente der Ringnut und der Gesamtlänge L dss Reibrings 13 der unumgänglichen Bedingung genügen, daß ;|«cl3 Berührung oder jede Anlage des Endes der ■•;:^:-n-^oh©t;tö I^ '-λι-Λ Ibt 3'lanl:-j dee sugehörlgen Ringnut ψ^ϊ-h\'v^: -ir-'j vrlf.l, ..-Λ i;,/sr; uv;:^ Büclioksichtagung dar etwaigen3. Its width 1, the nominal value of which is simply defined as a function of the radial support effects and the mechanical properties of the material of the friction ring 13. On the other hand, the tolerances to be applied to this width must be 1 in conjunction with the tolerances on the widths of the various elements 13 satisfy the annular groove and the total length L of the inevitable friction ring dss condition that; | "cl3 contact or facilities of the end of ■ • ^;:: N ^ oh © t; tö I ^ '-λι-Λ Ibt 3' lanl: -j dee sugohrlgen ring groove ψ ^ ϊ-h \ 'v ^: -ir -'j vrlf.l,. .-Λ i;, / sr; uv;: ^ Büclioksichtagung dar any

differentiellen Vfärmedehnungen, unddifferential thermal expansion, and

4. die Dicke des verstärkten Abschnitts oder Absatzes 14, die ausreichend sein muß, um eine wirksame Arretierung durch Anlage an den Planken der Ringnut 18 für den Absatz 14 ohne die Möglichkeit eines Pließens oder Kriechens durch die Beanspruchungen durch den abzudichtenden Druck P und gegebenenfalls durch die axialen Reibkräfte zu ermöglichen. Diese Dicke muß andererseits begrenzt werden in Abhängigkeit von den abgestützten Beanspruchungen (Gefahr der Vergrößerung des Spiels und eines Extrudierens durch Kriechen) und von den Betrxebsbedxngungen infolge der differentiellen Dehnungen mit den umgebenden metallischen 'feilen.4. The thickness of the reinforced section or ledge 14 which must be sufficient to permit effective retention Plant on the planks of the annular groove 18 for the paragraph 14 without the possibility of pleating or creeping through to enable the stresses caused by the pressure P to be sealed and, if necessary, by the axial frictional forces. On the other hand, this thickness must be limited depending on the loads supported (risk of enlargement play and extrusion by creep) and the operational conditions as a result of the differential File expansion with the surrounding metallic '.

In der Praxis stellen Dicken des Absatzes 14 von etwas weniger als 1 iam bis zu einigen mm im allgemeinen einen ausgezeichneten Kompromiß zwischen diesen Forderungen dar.In practice, heel 14 thicknesses of from slightly less than 1 iam to a few millimeters generally represent one an excellent compromise between these demands.

Die Dicke und der Durchmesser der Manschette 15 werden definiert in Abhängigkeit von den Maßen und dem Elastizitätsmodul des Rings 16, und zwar derart, daß eine diametrale Wechselwirkung oder Verriegelung auf der abzudichtenden Oberfläche verwirklicht wird, was zur Gewährleistung der Abdichtung notwendig ist, und zwar selbst in dem Pail, daß eine exzentrische Verschiebung zwischen dem jeweils beweglichen Bauteil und dem ortsfesten Bauteil auftritt, die jeweils die Flächen 11 und 12 enthalten.The thickness and the diameter of the sleeve 15 are defined depending on the dimensions and the modulus of elasticity of the ring 16, in such a way that a diametrical interaction or locking on the to be sealed Surface is realized what is necessary to ensure the seal, even in the Pail that an eccentric displacement occurs between the respective movable component and the stationary component, which contain surfaces 11 and 12, respectively.

Welche Exzentrizität auch zwischen dem beweglichen Bauteil und dem ortsfesten Bauteil auftreten kann, muß die Breite d des zylindrischen Abschnitts zwischen den beiden Ringnuten 17 und 18 ausreichend sein, damit die Manschette 15 auf ihrer gesamten Flächenausdehnung in dichter Berührung auf der abzudichtenden Fläche bleibt.Which eccentricity can also occur between the movable component and the stationary component must be Width d of the cylindrical section between the two annular grooves 17 and 18 must be sufficient for the sleeve 15 remains in close contact with the surface to be sealed over its entire surface area.

Wie in Fig. 1 dargestellt ist, besteht in Abwesenheit von Kräften ein Spiel J₁ zwischen den die Flächen 11 und 12 tragenden Bauteilen, ein Spiel Jp zwischen der äußeren Fläche des Absatzes 14 und der Fläche 11 des einen BauteilsAs shown in Fig. 1, in the absence of forces, there is a play J ₁ between the components supporting the surfaces 11 and 12, and a play Jp between the outer surface of the shoulder 14 and the surface 11 of one component

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sowie ein Spiel J, zwischen der inneren Fläche der Manschette 15 und der Fläche 12 des anderen Bauteils, wobei notwendigerweise das Spiel J^ größer als das Spiel J₂ und das Spiel J, ist und das Spiel J, im Grenzwert gleich dem Spiel J₂ (Fig. 2).as well as a play J, between the inner surface of the sleeve 15 and the surface 12 of the other component, the play J ^ being necessarily greater than the play J ₂ and the play J, and the play J, in the limit being equal to the play J ₂ (Fig. 2).

Bei einer "besonderen Ausführungsform der Erfindung gemäß Fig, 3 ist der Ring 16 auf seiner dem abzudichtenden Druck P entgegengesetzten Seite durch einen Stützring 23 seitlich abgestützt, der z.B. aus Kunststoff wie Polyamid oder unbehandeltes bzw. behandeltes oder beschichtetes Teflon besteht, um seine Extrusion unter den Heibring 13 zu verhindern. Dieser Stützring 23 kann als ein Ring mit schrängem Spalt ausgebildet sein, und zwar mit einer Höhe, die wenigstens gleich derjenigen der Manschette 15 ist.In a "special embodiment of the invention according to FIG. 3, the ring 16 is on the one to be sealed Pressure P on the opposite side supported by a support ring 23, e.g. made of plastic such as polyamide or untreated or treated or coated Teflon in order to be able to extrude it under the heating ring 13 to prevent. This support ring 23 can be designed as a ring with an oblique gap, with a height which is at least equal to that of the cuff 15.

Die in Fig. 4 dargestellte Dichtungsvorrichtung gewährleistet eine Abdichtung gegenüber einem Druck P, der aus zwei entgegengesetzten Riehtungen wirkt. Diese Dichtungsvorrichtung weist zwei Dichtungsvorrichtungen 13, 16 bzw. 13', 16' auf, die in Ringnuten eines der abzudichtenden Bauteile angeordnet sind, und zwar derart, daß ihre verstärkten Abschnitte oder Absätze 14 einenander zugekehrt sind» Diese Anordnung gewährleistet eine vollständige Abdichtung in den beiden Richtungen und verhindert jede Gefahr einer Ansammlung des abzudichtenden strömfähigen Mediums unter Druck zwischen den beiden Verbindungsvorrichtungen in dem Zwischenraum 24. The sealing device shown in Fig. 4 ensures a seal against a pressure P, which acts from two opposite directions. This sealing device has two sealing devices 13, 16 and 13 ', 16', the one of the components to be sealed in annular grooves are arranged in such a way that their reinforced sections or paragraphs 14 face one another are »This arrangement ensures a complete seal in both directions and prevents any danger an accumulation of the flowable medium to be sealed under pressure between the two connecting devices in the interspace 24.

Das gleiche Ergebnis kann erzielt werden mithilfe einer einzigen Diclitungsvorrichtung 25 mit einer doppelten Manschette, wie sie in fig, 5 dargestellt ist.The same result can be achieved by using a single splicing device 25 with a double cuff, as shown in fig.

Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Aueführungsform der Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung für einen Anwendungsfall, bei dem eine Anlage und eine Abdichtung zwischen zwei ebenen Flächen einer umlaufenden Welle verwirklicht werden soll, die auf zwei Bauteilen 26 und 27 gebildet sind,Fig. 6 shows a modified embodiment of the sealing device according to the invention for an application in which a plant and a seal between two flat surfaces of a rotating shaft are to be realized, which are formed on two components 26 and 27,

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die um eine gemeinsame Achse 28 umlaufen.which revolve around a common axis 28.

Der Einbau der Dichtungsvorrichtung nach der Erfindung kann mithilfe von Einsetzbauteilen vorgenommen werden oder durch anfängliches Schrumpfen und/oder Dehnen gefolgt von thermischer Rückführung.The installation of the sealing device according to the invention can be done using insert components or by initial shrinking and / or Stretching followed by thermal recovery.

Patentanwälte Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-ing. Peter KoselPatent attorneys Dipl.-Ing. Horst Rose Dipl.-ing. Peter Kosel

Claims

DIPL.-ING. HORST RUSE D1PL.-ING. PETER KOSEL

3353 Bad Gmderahelm, March 5, 1971 P.O. Box 129 Hohenhöfen5 Tetphone: (05382) 2S42 Telegram address: Siedpatent Badgandershelm

Our file no. 2506/31

MESSIER

Patent application dated March 5, 1971

PatentansprücheClaims

1.)Dynamische Dichtungsvorrichtung mit einem mit einem verstärkten Absatz und einem in Richtung des abzudichtenden Drucks verlaufenden biegsameren und mit dem Absatz eine Reibfläche· bildenden Mchtungsabsehnitt versehenen Reibring aus Kunststoff und mit einem elastischen Ring, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsabschnitt des Reibrings (13) als Manschette (15) ausgebildet ist, aaß in einem der abzudichtenden Bauteile (12) zwei in einem Abstand voneinander angeordnete Ringnuten (17,18) vorgesehen sind und der verstärkte Absatz (14) in der einen Ringnut (18) und der elastische Ring (16) in der zweiten Eingnut (17j derart gehalten sind, daß die Manschette (15) von dem elastischen Ring (16) gegen die abzudichtende Fläche gedrückt wird.1.) Dynamic sealing device with one with one reinforced heel and a more flexible one running in the direction of the pressure to be sealed and one with the heel A friction ring made of plastic and provided with an elastic ring, which is provided with a power section forming the friction surface, characterized in that the sealing section of the friction ring (13) is designed as a sleeve (15), ate in one of the components to be sealed (12) two at a distance from each other arranged annular grooves (17,18) are provided and the reinforced shoulder (14) in the one annular groove (18) and the elastic ring (16) are held in the second recess (17j) so that the cuff (15) from the elastic Ring (16) is pressed against the surface to be sealed.

2, device according to claim 1, characterized in that the device parts and the metallic components (11, 12) are cisrart dimensioned that in the absence of impact forces between the other components, a first BpLeL {J, jj sv / laugh the ä.u3ex _(? J) * eii surface of the shoulder (14) of the wheel absiidichtendsn .Fläche a aweites SpIaI rind ,, wipe is Manacii ^ tte (15 J nnl dssi cylindricity sO'Ilu Al .- ^ / ^Lx:.:: d. '/ isjohsn le »i ue: dou iiliignutaa (17 _# 13) & 1 \\ ' v: m \ ::; ßul.sl (J-_ _: ' b«; iteht, und. daa «Lv.rfce rlpial (- .) s ·. ^ y r.l '- .: ··:., V' ^., - ϊΛ. "·":.:

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3. Device according to claims 1 and 2, characterized characterized in that the thickness of the sleeve (15) is greater than the first game (*! "..) and in .Druckrichtung there is always a play between the end of the cuff and the edge of the elastic one lying upstream of the pressure Ring (1b) containing annular groove (17) "consists.

4 device according to one of claims 1 to 3,

characterized in that the .width (d) of the cylindri- % see section between the annular grooves (17, 18) is selected such that in the event of an eccentricity occurring between the .components, the cuff (15) over its entire circumference in isrtüirung with the area to be sealed remains.

5 β device according to claim 1, characterized in that the dimensions of the elastic king (16) and the longitudinal groove (17) containing it are matched to one another in such a way that the cuff (15) in the absence of pressure due to the elasticity of the elastic ring (16 ) is pressed with at least a low initial pressure on the surface to be sealed. m

6 «Device according to claim 1, characterized in that the elastic ring (16) is circular Has cross-section or a rectangular cross-section with rounded or beveled edges.

7e device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the druekabvertigen sidewall UIID acting against extrusion disc or a ring (23) _t eg of plastic of the associated annular groove (17) between the elastic ring (16) disposed eats c

1 0 9 8 3 8 / 1 Γ P 21 0 9 8 3 8/1 Γ P 2

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized by a second cuff facing in the opposite direction with respect to the shoulder (14) (Fig. 5).

9 «Dynamic sealing device for sealing two cylindrical surfaces, characterized by the Application of two sealing devices according to one of the Claims 1 to 7, the paragraphs of the two friction rings (13,13 *) facing one another.

10. "Device according to one of claims 1 to 9, for sealing two cylindrical surfaces, thereby characterized in that the active surface of the cuff or cuffs and the shoulder of the friction ring a continuously form a cylindrical surface.

11. Device according to one of claims 1 to 9 for sealing two flat surfaces, characterized in that the sleeve or sleeves and the One continuous shoulder of the friction ring on the sealing side Form a flat surface (Fig. 6) "

Patent attorneys Dipl. -Ing. H or si rose Dipi.-lng. Peter Kosel

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