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Radial bewegliche Hochdrucl-dichtung Die Erfindung bezieht sich auf
eine radial bewegliche Hochdruckdichtung mit einem Elastomer-Dichtring und einem
Stützring zum Einbau in eine Dichtnut eines einen Keder Aussenteils mit grossem
Spiel zur Gleitfläcne.
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Elastomer-Dichtringe, wie zum Beispiel O-Iting-Dichtungen, tçerden
zur Abdichtung relativ zueinander sic bewegender Teile allgemein verwendet. Sie
sind in der Lag, geringfügige radiale Bewegungen zuzulassen, wodurch sie auch bei
statisch unbestimmten Systemen verwendbar werden. Bei hohen Druckdifferenzen neigen
Elastomer-Dichtringe allerdings dazu, in die Spalten zwischen den abzudichtenden
Teilen einzuwandern, wodurch es zu einer Zerstörung der Dichtringe kommen kann.
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Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es allgemein bekannt (siehe beispielsweise
US- PS 3 549 154, Fig. 2), Stützringe aus Kunststoff in die Dichtnut einzusetzen.
Dies Ringe sperrer bei Druckbeaufschlagung durch ihr Verformungsvermögen den Dichtspalt,
so dass der Elastomer-Dichtring nicht in diesen hineingelangen kann. Da die Sitzringe
keine Dichtfunktionen ausüben müssen, können sie aus einem Kunststoff gefertigt
sein, der fest genug ist, um auch bei einem HineInziehen in die Dichtspalte nicht
beschädigt zu werden.
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Die Verwendung solcher Stützringe hat den Nachteil, dass zumindest
bei Druckbeaufschlagung ein radiales Spiei innerhalb der Dichtung nicht mehr möglich
ist, da die Stützringe sich dabei radial erweitern und das möglicherweise in der
Dichtnut vorhandene radiale Spiel aufheben. Ausserdem können mit Kunststoff-Stützringen
bei hohen Drücken nur relativ kleine Spalten überbrückt .¢erden; ansonsten verschleissen
sie sehr schnell.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine radial
bewegliche Hochdruckdichtung mit einem Elastomer-Dichtring und einem Stützring zum
Einbau in eine Dichtnut eines Innen- oder Aussenteils mit grossem Spiel zur Gleitfläche
zu schaffen, die auch im Belastungszustand radiales Spiel zulässt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die Verwendung eines bei
den herrschenden Drücken nicht verformbaren Werkstoffes ftir den Stützring, ineil
kleinen radialen Spalt zwischen dem Stützring und der Gleitfläche, einen grossel
radialen Spalt zwischen dem Stützring unci einem erweiterten Nutengrund und geriilgem
axialem Spiel des Stützringes in dem erweiterten Nutengrund gelöst.
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Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung wird die Dichtnut und der
erweiterte Nutgrund zur Aufnahme des Stützringes durch eine in das Aussenteil einschraubbaren
Mutter gebildet.
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Vier Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt.
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Es zeigen: Figur 1: einen radialen Schnitt durch eine erfindungsgemässe
in einem Aussenteil angeordnete Hochdruckdichtung für einseitige Druckbeaufschlagung;
Figur 2: einen radialen Schnitt durch eine erfindungsgemässe, in einem Aussenteil
angeordnete Hochdruckdichtung für in ihrer Richtung wechselnde Druckbeaufschlagung.
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Figur 3: einen radialen Schnitt durch eine erfindungsgemässe in einem
Innenteil angeordnete Hochdruckdichtung für in ihrer klchtung wechselnde Druckbeaufschlagung.
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Figur 4: einen radialen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemässe
in einem Aussenteil angeordnete Hochdruckdichtung für einseitige Druckbeaufschlagung.
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Die Figur 1 zeigt ein Innenteil 1, welches gegen ein Aussenteil 2
abgedichtet ist. Bei dem innenteil 1 kann es sich beispielsweise um die Kolbenstange
eines Druckspeichers für eine hydraulische Anlage handeln. Das Ausführungsbeispiel
gemäss Figur 1 ist so gewählt, dass der Hochdruck von der rechten Seite aus auf
di.e Dichtung wirkt. Das Iruienteil 1 hat eine Gleitfläche 3, die gegenüber dem
Aussenteil 2 grosses Spiel hat. In dem Aussenteil 2 ist in einem Absatz 4 koaxial
zum Innenteil 1 eine Mutter 5 dichtend eingeschraubt, durch die eine Dichtnut 6
mit einem Nutgrund 7, einer druckseitigen, vertikalen Stirnfläche 8 sowie an der
gegenüberliegenden Seite einen erweiterten Nutgrund 9 gebildet wird. In dem erweiterten
Nutgrund 9 ist ein Stützring 10 aus einem bei den herrschenden Drücken nicht verformbaren
Werkstoff angeordnet. Zwischen der Stirnfläche 8 der Dichtnut 6 und dem Stützring
10 ist ein Elastomer-Dichtring 11, beispielsweise ein 0-Hing, eingelegt.
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Der Stützring 10 hat nur einen kleinen radialen Spalt 12 zur Gleitfläche
3, damit der Elastomer-Dichtring 11 sich nicht in diesen hereinzichen kann. Aus
dem gleichen Grund darf der Stützring 10 i dem erweiterten Nutgrund 9 nur geringes
axiales Spiel haben. Zwischen dem Stützring 10 und dem erweiterten Nutgrund 9 muss
eiii grosser radialer Spalt 13 vorhanden sein. Hierdurch ist es möglich, dass die
Hochdruckdichtung radiales Spiel zulässt.
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Das Spiel des Stützringes 10 in dem erweiterten Nutgrund kann dabei
so gross gewählt werden, dass die plastizität des Elastomer-Dichtringes 11 das maximal
mögliche radiale Spiel der Dichtung bestimmt. Man kann aber auch das radiale Spiel
des Stützrings 10 de@@@ wählen, dass dieser die radiale Bewegung des Innenteils
in der Hochdruckdichtung begrenzt. Dadurch kommt
es nicht zu übermässi,
starken Beanspruchungen des Elastomer-Dichtringes 11. Bei wechselndem Druckgefälle
müssen - wie die Figur 2 zeigt - zwei Stützringe 10 und 10 vorgesehen werden, damit
es nicht zu einem Einziehen des Elastomer-Dichtringes 1 1 in den Dichtspalt kommen
kann. Aus diesem Grunde ist innerhalb der Mutter 5 ein Bauteil 14 angeordnet, welches
beidseitig einen el-weitcrten Nut grund 9 und 9' hat, in dem die Stützringe 10 und
10' angeordnet sind urd dadurch den Elastomer-Dichtring 11 beidseitig umsehliessen.
Um auch bei grossen Druckdifferenzen ein Einziehen des Elastomer-Dichtringes 11
in den noch vorhandenen, sehr kleinen Spalt zwischen den Stützringen 10 und dem
Innenteill zu verllindern, kann in an sich bekannter Weise auf das Innenteil ein
Gleitring 12 aufgesetzt werden. Diese Massnahme ist natürlich ebensogut bei der
Hochdruckdichtung nach Figur 1 durchführbar.
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Für Aussenteile mit geringerer Festigkeit kann - wie die Figur 2 zeigt
- in das Aussenteil 2 eine Stützscheibe 16 vorgesehen werden.
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Die Dichtung nach Figur 3 entspricht weitgehend der nach Figur 2.
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Der einzige Unterschied liegt darin, dass sie in einem Innenteil 1
angeordnet ist. Die Dichtung wird durch eine Scheibe 17 und einen Sprengring 18
gegen einen Absatz 19 des lnnenteils 1 gehalten.
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Figur 4 zeigt eine erfindungsgemässe Hochdruckdichtung, bei der sowohl
der kleine radiale Spalt 12 zwischen Stützring 10 und Gl3itfläche 3 als auch der
dichtungsseitige Axialspalt im erzseiterten Nutgrund 9 durch je einen plastisch
verformbaren Stützring 19 und 19' versperrbar ist.
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Die Vorteile der erfindungsgemässen radial beweglichen Hochdruckdichtung
liegen in erster Linie darin, dass mit einfachsten Mitteln ein Hineilziehen des
Elastomer-Dichtringes in den Dichtspalt vermieden wird und dennoch die an sich vorhandene
radiale Beweglichheit eines solchen Dielltrings erhalten bleibt. Dadurch
können
Elastomer-Dichtringemit Stützringen auch bei statisch unbestimmten Dichtungsanordnungen
verwendet werden, wenn Ic e ine hohen Anforderungen an den Mittenversatz und die
Winkligkeit der Achsen der zu dichtenden Teile gestellt werden.