DE2163630A1

DE2163630A1 - Metal packing member

Info

Publication number: DE2163630A1
Application number: DE19712163630
Authority: DE
Inventors: Uruu Gifu; Ohkohchi Ichijuro Nagoya Aichi; Kawai (Japan). P
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1970-12-23
Filing date: 1971-12-21
Publication date: 1972-07-06
Also published as: JPS4926018Y1

Description

Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Tokio, Japan Betrifft: Die Erfindung betrifft ein metallenes Dichtpackungsglied zur Abdichtung von Hochdruckfluidum an einem sich drehenden oder schwingenden Bauteil.Mitsubishi Jukogyo Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan Subject: the invention relates to a metal packing member for sealing high pressure fluids a rotating or vibrating component.

Bei den bekannten metallenen Dichtpackungsgliedern an einem sich drehenden oder schwingenden Bauteil zur Abdichtung von Hochdruckfluidum durch AusUbung einer Andruckkraft des metallenen Dichtpackungsglieds gegen die Berührungsfläche eines gegen-Uberliegenden, mit ihm in Berührung stehenden Glieds, beispielsweise bei der Herstellung einer Abdichtung zwischen einem Zylinder und einem Kolben, wird die auf die Innenumfangsfläche des Zylinders oder auf die Seitenfläche einer den Kolben umschliessenden Ringnut zur Aufnahme des metallenen Dichtpackungsglieds ausgeUbte Andruckkraft erhöht. In the known metal packing members on one rotating or vibrating component for sealing high pressure fluids through exercise a pressing force of the metal packing member against the contact surface of an opposing member in contact with it, for example in making a seal between a cylinder and a piston, will on the inner peripheral surface of the cylinder or on the side surface of one of the Piston surrounding ring groove for receiving the metal packing member exercised Pressure force increased.

Wird das Dichtpackungsglied einer Relativbewegung gegenüber dem mit ihm in Berührung stehenden Gegenglied unterworfen, so zeigen die bekannten Dichtpackungsglieder vorerwähnter Art den beträchtlichen Nachteil, dass sich der Gleitreibungswiderstand infolge der Andruckkraft erhöht und im ungünstigsten Fall möglicherweise zu einem Fressen führen kann. If the packing member of a relative movement with respect to the it is subject to the counter-member in contact, so show the known packing members the aforementioned type has the considerable disadvantage that the sliding friction resistance increased due to the pressing force and in the worst case possibly to a Eating can lead.

Die Erfindung wUrde zur Beseitigung des -vorgenannten Nachteils entwickelt. Zu diesem Zweck schafft die Erfindung ein metallenes Dichtpackungsglied zur Verwendung bei einem sich drehenden oder schwingenden Bauteil, beispielsweise einem Kolbenring welches den durch einen Fluidumdruck hervorgerufenen Gleitreibungswiderstand zu verkleinern vermag. Dieses Dichtpackungsglied ist an seiner Fläche, die an dem mit ihm in Berührung stehenden Gegenglied entlanggleitet, mit einem Ölbehälterabschnitt versehen, in welchen Druckfluidum eingeleitet wird, so dass die Andruckkraft herabgesetzt und gleichzeitig eine wirksame Schmierung gewährleistet werden kann. Dieses metallene Dichtpackungsglied ist nicht nur auf einen Drehstelltrieb, sondern ganz allgemein auf jede beliebige Vorrichtung mit einer Hochdruck-Fluidumabdichtung an einem sich drehenden oder schwingenden Bauteil anwendbar.The invention was developed to eliminate the aforementioned disadvantage. To this end the invention provides a metallic packing member for use in the case of a rotating or vibrating component, for example a piston ring which to the sliding friction resistance caused by a fluid pressure able to reduce. This packing member is on its surface, which on the with it slides in contact with the mating member, with an oil reservoir section provided, in which pressure fluid is introduced, so that the pressing force is reduced and at the same time effective lubrication can be guaranteed. This metal Packing member is not just on a rotary actuator, but quite generally to any device with a high pressure fluid seal on itself rotating or vibrating component applicable.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch ein als Drehdichtung dienendes, herkömmliches metallenes Dichtpackungsglied beispielsweise in Form eines Kolbenrings, Fig. 2 einen Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Er£1ndung, bei welcher das metallene Dichtpackungsglied bei einer Vorrichtung verwendet ist, die mit einer Hochdruck-Fluidumdichtung an einem sich drehenden oder schwingenden Bauteil versehen ist, Fig.3a einen in verkleinertem Masstab gehaltenen Längsschnitt längs der Linie A-A in Fig. 3b nur durch das metallene Dichtpackungsglied gemäss Fig. -2, in Richtung der Pfeile gesehen, Fig. 3b eine Seitenansicht des Dichtpackungsglieds in Richtung des Pfeils V in Fig. 3a gesehen und Fig. 4a und 4b den Fig. 3a bzw. 3b ähnelnde Ansichten einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, wobei Fig. 4a einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 4b, in Richtung der Pfeile gesehen, und Fig. 4b eine Seitenansicht aus Richtung des Pfeils V in Fig. ka darstellt.The following are preferred embodiments of the invention the drawings explained in more detail. 1 shows a section through a rotary seal serving, conventional metal packing member, for example in the form of a Piston ring, Fig. 2 a section through a preferred embodiment of the invention, in which the metal packing member is used in a device, those with a high pressure fluid seal on a rotating or vibrating one Component is provided, Fig.3a is a longitudinal section kept on a reduced scale along the line A-A in Fig. 3b only through the metal packing member according to Fig. -2, seen in the direction of the arrows, Fig. 3b is a side view of the packing member in the direction of arrow V in Fig. 3a and Fig. 4a and FIG. 4b views similar to FIGS. 3a and 3b of a modified embodiment of the invention, wherein Fig. 4a is a section along the line B-B in Fig. 4b, in the direction of the arrows, and FIG. 4b shows a side view from the direction of the arrow V in FIG Fig. Ka represents.

Fig. 1 zeigt die Anordnung eines herkömmlichen metallenen Dichtpackungsglieds, wie es bei einer Kolben-Zylinderanordnung verwendet wird Bei ihr besitzt ein herkömmliches metallenes, ringförmiges Dichtpackungsglied 1', beispielsweise in Form eines Kolbenrings, quadratischen Querschnitt und ist in einen Kolben 3' eingesetzt, welcher in einem Zylinder 2t gleitet.Fig. 1 shows the arrangement of a conventional metal packing member, as used in a piston-cylinder arrangement. It has a conventional one metallic, annular packing member 1 ', for example in the form of a piston ring, square cross-section and is inserted into a piston 3 ', which in a Cylinder 2t slides.

Das Dichtpackungsglied 1' sitzt in einer Ringnut um Kolben 3', deren eine Flanke 7' einer Seitenfläche 4' des Dichtpackungsglieds 1' gegenüberliegt, während dessen Aussen-Umfangsfiäche 8' einerInnen-Umfangsfläche 5' des Zylinders 2' gegenüberliegt.The packing member 1 'sits in an annular groove around the piston 3', the a flank 7 'is opposite a side surface 4' of the packing member 1 ', while its outer circumferential surface 8 'of an inner circumferential surface 5' of the cylinder 2 'opposite.

Bei dieser Kolben-Zylinderanordnung beaufschlagt HochdruckSluidum eine gemäss Fig. 1 rechts vom Dichtpackungsglied lt im Kolben 3' vorgesehene Kammer 6, wobei das Dichtpackungsglied lt eine Abdichtung zwischen dem Zylinder 2' und dem Kolben 3' herstellt.In this piston-cylinder arrangement, high pressure fluid is applied a chamber provided in the piston 3 'to the right of the packing member according to FIG. 1 6, wherein the packing member is a seal between the cylinder 2 'and the piston 3 'produces.

Wie eingangs erwähnt, wird jedoch bei dieser bekannten Anordnung infolge des hohen Drucks des in die Kammer 6' eindringenden Fluidums die Seitenfläche 4' des metallenen Dichtpackungsglieds 1' gegen die gegenüberliegende Flanke 7' der im Kolben 3' vorgesehGnen Ringnut gepresst, während gleichzitig auch die Aussen-Umfangsfläche 8' des Dichpackungsglieds 1' an die gegen-Uberliegende Innenfläche 5' des Zylinders 2' angedrückt wird.As mentioned at the beginning, however, in this known arrangement as a result the high pressure of the fluid penetrating into the chamber 6 ', the side surface 4' of the metal packing member 1 'against the opposite flank 7' of the In the piston 3 'provided ring groove pressed, while at the same time also the outer circumferential surface 8 'of the sealing packing member 1' to the opposite inner surface 5 'of the cylinder 2 'is pressed.

Wenn nun die Kolben-Zylinderanordnung eine drehende oder schwingende Bewegung um ihre Mittelachse herum oder eine hin-und hergehende Bewegung längs ihrer Mittelachse durchführt, erhöht sich folglich der Gleitreibungswiderstand zwischen den Flächen 4' und 7t oder zwischen den Flächen 8' und 5'. Dieser erhöhte Gleitreibungswiderstand führt ersichtlicherweise zu höherem Energieverlust und stärkerem Verschleiss, was selbstverständlich unvorteilhaft ist. Ausserdem kann dieser erhöhte Gleitreibungswiderstand im ungünstigsten Fall den beträchtlichen Nachteil mit sich bringen, dass möglicherweise ein Fressen zwischen dem metallenen Dichtpackungsglied 1' und dem Kolben 3t und/oder dem Zylinder 5''auftritt.If now the piston-cylinder assembly is a rotating or vibrating Movement around its central axis or a reciprocating movement along its Performs central axis, consequently increases the sliding friction resistance between surfaces 4 'and 7t or between surfaces 8' and 5 '. This increased sliding friction resistance obviously leads to higher energy loss and greater wear and tear, what is of course unfavorable. In addition, this can increase the sliding friction resistance in the worst case scenario, that may have the considerable disadvantage seizure between the metal packing member 1 'and the piston 3t and / or the cylinder 5 '' occurs.

Dagegen ist das in den Fig. 2, 3a, 3b, 4a und 4b dargestellte, erfindungsgemässe metallene Dichtpackungsglied völlig frei von den Mängeln, welche den bekannten Dichtpacicungsgliedern dieser Art anhaften.In contrast, that shown in FIGS. 2, 3a, 3b, 4a and 4b is according to the invention metal sealing packing member completely free of the shortcomings which the known sealing packing members cling to this species.

Fig 2 ist ein Teil-Längsschnitt durch eine Kolben-Zylinderanordnung mit einem erfindungsgemässen metallenen Dichtpaccungsglied. Fig. 3a zeigt lediglich das metallene Dichtpackungsglied im Querschnitt, während Fig. 3b eine Seitenansicht dieses Dichtpackungsglieds darstellt.Fig. 2 is a partial longitudinal section through a piston-cylinder arrangement with a metal sealing packing member according to the invention. Fig. 3a only shows the metal packing member in cross section, while Fig. 3b is a side view represents this packing member.

Eine Gleitfläche 5 des metallenen Dichtpackungsglieds 1 (z.B.A sliding surface 5 of the metal packing member 1 (e.g.

Kolbenrings), welche der-einen Berührungsfläche einer Ringnut gegenüberliegt, welche in einem Gegenglied 4a -(z.B. Kolben) ausgebildet ist, weist einen Ölbehälter 2a auf, der sich nach dieser Ringnut-Gegenfläche hin öffnet und ringförmig um den gesamten Umfang herum erstreckt. Weiterhin ist das metallene Dichtpackungsglied 1 mit geeignet vielen z.B., wie dargestellt, sechs oeffnungen 3-zum Einleiten des Druckfluidums über einen Druckfluidumpfad P versehen. Falls das Dichtpacicungsglied einen Spalt aufweist, kann dieser als solche Öffnung dienen, so dass keine besonderen Öffnungen erforderlich sind.Piston ring), which is opposite the one contact surface of an annular groove, which is formed in a counter member 4a - (e.g. piston) has an oil reservoir 2a, which opens towards this annular groove mating surface and is annular around the extends around the entire perimeter. Furthermore, the metal packing member is 1 with a suitable number of e.g., as shown, six openings 3-for introducing the Provided pressure fluid via a pressure fluid path P. If the sealing member has a gap, this can serve as such an opening, so that no special Openings are required.

Da die Andruckkraft, welche auf die Fläche der im Gegenglied 4a vorgesehenen Ringnut ausgeübt wird, welche der den Ölbehält er 2a aufweisenden Gleitfläche 5 gegenüberliegt-, durch den Druck des in den Ölbehälter 2a eingeführten Druckfluidums herabgesetzt wird, wird auch der Gleitreibungswiderstand und damit weiterhin der Verlust an Dreh- oder Schwingmoment verringert. Ausserdem bewirkt das in den Spalt zwischen der Gleitfläche 5 und ihrer Gegenfläche eingeführte Druckfluidum eine Schmierung.Since the pressing force, which is provided on the surface of the counter member 4a Annular groove is exerted, which of the oil tank 2a having sliding surface 5 opposed by the pressure of the pressurized fluid introduced into the oil tank 2a is reduced, the sliding friction resistance and thus continue to be the Loss of torque or vibration is reduced. It also works in the gap pressure fluid introduced between the sliding surface 5 and its counter surface for lubrication.

Bei der abgewandelten Ausführungsform gemäss den Fig. 4a und 4b ist die Gleitfläche 5, welche einem dem Glied 4a gemäss Fig. 2 entsprechenden Gegenglied gegenüberliegt, mit sechs Ülbehältern 2b versehen, deren Inneres mit einer Innen-Umfangsfläche 6 des metallenen Dichtpackungsglieds kommuniziert, längs der das Druckfluidum in die Ölbehälter 2b einführbar ist. Abgesehen vom beschriebenen, baulichen Unterschied entspricht diese abgewandelte Ausführungsform in ihrer Wirkungsweise genau der beim früheren Ausführungsbeispiel, d.h. die Andruckkraft, welche durch die Gleitfläche an der Ölbehälterseite auf die gegenüberliegende Fläche des Gegenglieds 4a (Fig. 2) ausgeübt wird, kann durch den Druck des eingeleiteten Druckfluidums vermindert werden.In the modified embodiment according to FIGS. 4a and 4b the sliding surface 5, which is a counter-member corresponding to the member 4a according to FIG opposite, provided with six oil containers 2b, the interior of which has an inner peripheral surface 6 of the metal packing member communicates along which the pressurized fluid in the oil container 2b is insertable. Apart from the structural difference described this modified embodiment corresponds in its mode of action exactly to that of earlier embodiment, i.e. the pressure force exerted by the sliding surface on the oil container side on the opposite surface of the mating member 4a (Fig. 2) is exerted can be reduced by the pressure of the pressurized fluid introduced will.

Zusammenfassend kennzeichnet sich die vorstehend in Verbindung mit bevorzugten Ausführungsformen beschriebene Erfindung dadurch, dass das metallene Dichtpackungsglied an seiner sich verschiebenden Gleitfläche, die dabei durch den Druck des Druckfluidums an das gegenüberliegende Gegenglied angedrückt wird, mit einem Ölbehälter versehen ist, in den das Druckfluidem über eine Öffnung oder längs einer Innen-Umfangsfläche des metallenem Dichtpackungsglieds einführbar ist. Die Erfindung bietet hierdurch des Vorteil, dass infolge des Drucks des in den Ölbehälter eingeführten Druckfluidums die Kraft vermindert wird, welche von dem die gegenüberliegende Seitenfläche beaufschlagende Druckfluidum ausgeübt wird, und das metallene Dichtpaclxngsglied an das gegenüberliegende Gegenglied andrückt und dadurch den Gleitreibungswiderstand zwischen den Berührungsflächen zwischen metallenem Dichtpackungsglied und seinem Gegenglied mildert, wodurch der Verlust an Dreh-oder Schwingmoment herabgesetzt und ausserdem durch die Einführung des Druckfluidums zwischen die Gleitflächen eine Schmierwirkung gewährleistet werden kann.In summary, the above in connection with preferred embodiments described invention in that the metallic Packing member on its sliding sliding surface, which by the Pressure of the pressure fluid is pressed against the opposite counter member, with an oil container is provided, into which the pressure fluid via an opening or longitudinally an inner peripheral surface of the metal packing member is insertable. the The invention thereby offers the advantage that due to the pressure of the in the oil container introduced pressure fluid, the force is reduced, which of the opposite Side face acting pressure fluid is applied, and that metal sealing spacing member presses against the opposite mating member and thereby the sliding friction resistance between the contact surfaces between the metal packing member and its counterpart, which reduces the loss of torque or vibration and also by the introduction of the pressure fluid between the sliding surfaces a Lubricating effect can be guaranteed.

Claims

Mitsubishi Jukogyo

Kabushiki Kaisha Tokyo, Japan Patent claim Metal packing member, characterized in that on its sliding surface, which during its sliding movement pressed against the opposing member under the action of the pressure fluid is hen vorgese an oil container, wherein the pressure fluid via an opening or along an inner peripheral surface of the metal packing member into the oil tank is insertable.