DE2253395A1

DE2253395A1 - Dichtung

Info

Publication number: DE2253395A1
Application number: DE19722253395
Authority: DE
Inventors: Jun Dale Warner
Original assignee: Gits Bros Mfg Co
Current assignee: Gits Bros Mfg Co
Priority date: 1972-06-19
Filing date: 1972-10-31
Publication date: 1974-01-17
Also published as: BE790748A; JPS4935752A; GB1416173A; DE2253395B2; JPS5119550B2; CA999890A; FR2190229A5; IT971294B

Description

Unser Zeichen: G 1514

Dichtung

Die Erfindung "bezieht sich auf Dichtungen und insbesondere auf eine im Querschnitt C-förmige·Eingdichtung und auf eine Abdichtung, die eine derartige Dichtung verwendet sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ringdichtung.

Eine übliche Wellendichtung verwendet ein im Querschnitt TJ-förmiges Ringgehäuse, das in dem Wellengehäuse aufgenommen ist, wobei sich die Welle durch das Dicht.ungs-gehäuse hindurcherstreckt. Ein primärer Dichtungsring mit passender Fläche ist in dem Dichtungsgehäuse aufgenommen und er ist in diesem in axialer Richtung "bewegbar. Eine Feder zwischen einem Boden des Dichtungsgehäuses und dem primären Dichtungsring drückt den primären Dichtungsring aus dem offenen Ende, des Dichtungsgehäuses heraus in eine Berührung mit einem auf der Welle "befindlichen Anschlag. . - :

Eine sekundäre Dichtung ist im Inneren des Dichtungsgehäuses ausgebildet. Sekundäre Dichtungen haben oft die

We/ITa

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Form von Ringdichtungen, die zwischen einem Teil des primären Dichtungsringes oder einem Halter und einer Wand des Dichtungsgehäuses eingeschlossen sind.

Es ist bekannt, einen O-Ring als sekundäre Dichtung zu verwenden.

Die Lebensdauer der primären Dichtung wird häufig durch die Art ihrer Form nachteilig beeinflußt, die eine übermäßige Flächenbelastung der primären Dichtung bedingen kann. Die erforderliche Flächenbelastung wird bestimmt' durch

1. die minimale Kraft, die erforderlich ist, um eint; Abdichtung zu bewirken,

2. die Federkraft, wenn die Feder über den erforderlichen Betätigungsbereich der Dichtung aufgebracht wird und

$. die Nachfederung oder der Widerstand der sekundären Dichtung.

Bisher war es erforderlich, eine Dichtung mit einer Federbelastung zwischen der primären Dichtung und dem Dichtungsgehäuse so auszubilden, daß die Forderung nach 1. plus einer Vermeidung der Bedingung 3· mit einem zusätzlichen Faktor für die Bedingung 2. erfüllt war, wie dies im nachfolgenden beschrieben ist.

Es war bisher wünschenswert, die Nachfederung der sekundären Dichtung zu verkleinern. Jedoch erforderten O-Ringe, die als normale sekundäre Dichtungen verwendet wurden, einen Festsitz. Das bedeutet, daß der O-Ring zwischen dem Außendurchmesser der Innenwand des Dichtungsgehäuses und dem primären Dichtungsteil oder dem Haltering eingeklemmt werden muß. Der Festsitz selbst erhöht die Nachfederung der sekundären Dichtung. Dies wird weiter begleitet

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von der Summierung der Abmessungst oleranz en,, die sich l>ei den zusammengesetzten Teilen ergibt.

Weiterhin unterliegen die O-Ringe selbst einem Quellen . und einer VerdichtungsVerformung.

Weiterhin ist zu bemerken, daß die bekannten O-Ringe normalerweise, mit einer Form hergestellt werden, die eine Trennlinie aufweist, wobei diese Trennlinie, im ' Querschnitt des Ringes auf der Innenfläche und, auf der· Außenfläche angeordnet ist. Beim Beseitigen des Grates·, der. durch die Trennlinie der Form bedingt ist, ergibt sich normalerweise eine Abmessungsveränderung und der" gewünschte Kreisquerschnitt hat normalerweise auf der Innen—und Außenfläche durch das Abgraten ebene !Flächen« Dies erhöht die Nachfederung. ' ■

Alle diese Faktoren ergeben eine Vergrößerung der Naehfederung der sekundären Dichtung, die falls sie unkompensiert bleibt, die Dichtung unbrauchbar oder auf eine axiale Bewegung langsam ansprechbar macht. Somit wird ""., der Ring entweder vorzeitig versagen oder er ist für die Größe des Druckes überbemessen, der durch die Eeder zur Kompensierung der vergrößerten Nachfederung aufgebracht wird.

Dies ergibt eine Überbelastung der Flächen der primären Dichtung, was einen übermäßigen Verschleiß auf der passenden Fläche ergibt. . " · -

Es stellt daher einen Fortschritt gegenüber dem Stand der Technik dar, falls ein Ring mit Dichtungseigenschaften eines O-Ringes, jedoch ohne die oben angegebenen Nachteile als sekundärer Dichtungsring einer Wellendichtung'der beschriebenen Art verwendet werden kann.

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Durch die Erfindung ist eine Ringdichtung mit bestimmten Vorteilen gegenüber den bekannten O-RLqgen geschaffen. Die erfindungsgemäße Ringdichtung kann als ein O-Ring betrachtet werden, von dem ca. 25% seines Querschnittes weggeschnitten sind. Weiterhin ist in den Körper des verbleibenden Teiles des O-Ringes eine Nut eingeformt, wobei diese Nut eine Breite und eine Tiefe von ungefähr 50% des Querschnittdurchmessers hat. Dies ergibt eine Ringdichtung mit einem im wesentlichen C-förmigen Querschnitt.

Auf diese Weise entspricht der Innen- und Außendurchmesser der erfindungsgemäßen Ringdichtung dem Innen- und Außendurchmessers eines O-Ringes. Jedoch dient die Mit, die eich in den Körper der Ringdichtung von einer axialen ütirnilache erstreckt, der Vermeidung vieler der oben beschriebenen unerwünschten Merkmale bekannter O-Ringe. Die Hut ermöglicht der Ringdichtung zur Verminderung der Nachfederung in einer radialen Richtung teilweise zusammenzufallen, wenn dies erforderlich ist. Weiterhin ist die Dichtung so ausgebildet, daß sie so geformt werden kann, daß die Trennlinie der Formen an der Verbindung des offenen Endes der C-Form oder an einer Stelle auftritt, die von der Linie des Innen- und Außendurchmessers entfernt liegt. Dies ermöglicht eine weniger kritische Gratbeseitigung, da der Grat nicht entlang einer Dichtungslinie beseitigt werden muß, und es ergibt sich ein unveränderter Radius für die durch den Innen- und Außendurchmesser bestimmten Flächen. Weiterhin kann die Form mit einer Trennlinie verwendet werden, die von der radialen Linie des Innen- und Außendurchmessers einen Abstand hat, da die C-Form ein Zusammendrücken der Ringdichtung zur Herausnahme aus der Form gestattet.

Die Ringdichtung der Erfindung wird in einer Wellenabdichtung mit einem Ring aufgenommen, der eine sich in die Nut der Ringdichtung erstreckende Nase hat.Dies verhindert ein Drehen der

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Dichtung in der Abdichtung und bringt weiterhin einen Druck durch die Rückwand des Ringes-auf, um ihn in
einer Stellung in der Abdichtung zu halten. Beim Einbau der Ringdichtung der Erfindung in die Abdichtung, wenn sich die Hut zu dem Hochdruckbereich der Abdichtung hin öffnet, kann die Ringdichtung zusätzlich als Dichtung mit verstärkender Dichtwirkung arbeiten, die zurvergrößerten Abdichtung auf den Druck anspricht.

•In einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.'. ist eine im Querschnitt V-förmige 3?eder vorgesehen, die · in der Hut aufgenommen wird, um auf die Wände der !Tut zur Aufrechterhaltung der Abdichtung des Ringes nach
außen einen Druck aufzubringen.

Durch die Erfindung ist eine verbesserte Ringdichtung mit verringerter Hachfederung geschaffen, wenn diese in einer Abdichtung verwendet wird.

Weiterhin ist durch die Erfindung eine im Querschnitt G-förmige Ringdichtung geschaffen.

Zusätzlich ist durch die Erfindung eine Wellenabdichtung .mit einem im Querschnitt TJ-förmigen und in axialer Richtung am Ende offenen Gehäuse geschaffen, das eine von dem Gehäuse in axialer Richtung gedruckte primäre Dichtung und eine sekundäre Dichtung enthält,, die zwischen einem Teil der primären Abdichtung und einer Fläche des Gehäuses eingeschlossen ist, wobei die sekundäre Dichtung eine im Querschnitt C₇förmige Ringdichtung mit verringerter Uachfederung ist.

Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung sind:

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Fig. 1 eine Stirnansicht einer Abdichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Querschnitt durch die Abdichtung der Fig.1 längs der Linie II-II,

Fig. 3 ein vergrößerter Teil eines Querschnittes ähnlich dem der Fig.2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Ringdichtung der Erfin-, dung,

Fig. 5 ein Querschnitt durch die Ringdichtung der Erfindung längü der Linie V-V in der F1&»'», du;: den während des Formens ausgebildeten Grat zeigt und

Fig. 6 eine Darstellung ähnlich der der Fig.5> die eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Die Fig.1 und 2 zeigen eine Abdichtung 10, die für eine Verwendung als Wellendichtung bestimmt ist. Die Abdichtung 10 hat ein Gehäuse 11 mit einem sich axial erstreckenden inneren Schenkel 12 und einem sich axial erstreckenden äußeren Schenkel 13· Die beiden Schenkel 12 und 13 sind an einem Ende durch einen radialen Steg 14 miteinander verbunden. Die anderen Enden 15 der Schenkel enden in einer offenen Fläche, die einen Zugang zu einer Innenrille ermöglicht. Das Gehäuse 11 hat im Querschnitt eine U-Form mit einem axial offenen Ende.

In dem Gehäuse 11 ist eine Dichtung mit einer primären Abdichtung 17 angeordnet, die einen Haltering 18 hat. Der Haltering 18 hat eine gestufte axiale Endfläche, die eine

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Dichtung 19 von der Art einer ELächendichtung trägt. Die Dichtung 19 erstreckt sich über das axiale Ende des Halteringes 18 hinaus und sie steht aus dem offenen Ende 15 des Gehäuses 11 vor. Der Haltering 18 hat einen Abschnitt auf dem Außendurchmesser mit axial verringerter Dicke, der eine Stufe an dem offenen Ende 15 "bildet. Der Abschnitt 18a mit axial verringerter Dicke hat in Durchmesserrichtung gegenüberliegende, in axialer Richtung sich erstreckende Nuten 20. Die Hüten 20 stimmen mit ' T—f örmigen Sperrvorrichtungen 21 überein, die ihrer- ... . _ seits an der Innenfläche des äußeren Schenkels 13 "befestigt sind. Die Sperrvorrichtungen 21 haben T-förmige Endkopfe 22 angrenzend an das offene Ende 15» und die Nuten 20 haben in Umfangsrichtung eine etwas groß«;'« Abmessung als die Umfangsabmessung der I-förmigen Endköpfe 22, wodurch beim Fluchten des? Muten 20 mit den 1E-förmigen Endköpfen der Haltering 18 in das Gehäuse eingesetzt werden kann. Danach sperrt eine Drehung des Halterings 18 in Umfangsrichtung gegenüber dem Gehäuse den Haltering m dem Gehäuse, so daß er durch ein Anliegen des Abschnittes 18a des Halteringes gegen den 3D-f örmigen Endkopf 22 nicht aus dem offenen Ende 15 herausgedrückt werden kann. Eine weitere Drehung des Halterings in Umfangsrichtung in dem Gehäuse wird durch einen Anschlag zwischen den Seitenwänden der Muten und dem Hauptabschnitt der Sperrvorrichtungen 2.1 verhindert.

Das von der primären Dichtung 19 entfernt liegende Ende 23 des Halteringes 18 ist auf seinem Innendurchmesser bei 24- abgestuft. In dem abgestuften Abschnitt ist eine sekundäre Dichtung 26 angeordnet. Diese Dichtung steht mit einer Außenfläche 28 des inneren Schenkels 12 sowie mit einer Innenfläche 29 des Halteringes an dem abgestuften Abschnitt und mit einer radialen Wand 30 des ab-

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gestuften Abschnittes in Berührung. Ein Ring 33 hat eine radiale Wand 3²I-> die mit der Rückwand 23 des Halteringes in Berührung steht. Der Ring 33 hat sn seinem Innendurchmesser eine sich in axialer Richtung erstreckende Nase 38, die in den abgestuften Abschnitt 24 vorsteht. Entgegengesetzt zur Wand 34 hat der Ring 33 eine zweite radiale Wand 39 j die mit einer Wellenfeder 40 in Berührung steht. Die Wellenfeder 40 ist zwischen dem radialen Steg

14 des Gehäuses und der zweiten radialen Wand 39 des Ringes 33 eingeschlossen. Die Wellenfeder 40 bringt auf die Abdichtung einen axialen Druck auf, um den primären Dichtungsring innerhalb der Bewegungsgrenzen aus dem offenen Ende

15 herauszudrücken, die durch die Sperrvorrichtung 21 und durch den T-förmigen Endkopf 22 gebildet werden.

Die sekundäre Dichtung 26 ist ein C-förmiger Ring aus elastischem Material, beispielsweise Gummi oder Kunststoff. Der Dichtungsring ist mit einer inneren Hut 50 ausgebildet, die sich von einer axialen Stirnfläche 51 in den Ring 26 hineinerstreckt, wobei der Dichtungsring einen genau ausgebildeten Innendurchmesser 52 und einen genau ausgebildeten Außendurchmesser 53 beibehält. Der restliche Ring ist im wesentlichen ein O-förmiger Dichtungsring mit Ausnahme des abgeschnittenen Endes 51 und der Nut 50.

Die Nase 38 des Ringes 33 erstreckt sich in die Nut 50· Dabei kann die Nase 38 gegen eine Rückwand 58 der Nut 50 anliegen, um den sekundären Dichtungsring gegen die radiale Wand 30 des abgestuften Abschnittes 24 zu drücken» Weiterhin kann die Nase 38 des Ringes 33 eine ausreichende radiale Breite haben, um die Nut 50 vollständig auszufüllen, wenn dies erwünscht ist. Alternativ kann die Nase 38, wie dies in J¹Ig.3 gezeigt ist, eine schmalere radiale Dicke

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haben, wodurch sie lose in der Hut aufgenommen wird. Die in die.Hut.50 vorspringende Nase 38 des .Ringes hindert den sekundären Dichtungsring 26 daran, sieh zu drehen, wenn die gesamte Abdichtung sich in axialer Sichtung In dem Gehäuse bewegt. '

Durch die Schaffung eines Sperringes 3:5 ₅ dessen vorstehende Hase in radialer Richtung etwas dünner als die ETutenbreite ist., wird der Dichtungsring zur Ver-•ringerung des ITachfederungswiderstandes des sekundären C-förmigen Dichtungsringes in radialer Richtung zusammen·; gedrückt. '

Vorzugswelse wird der sekundäre Dichtungsring In dem abgestuften Abschnitt 24- aufgenommen, wobei sich die Mut 50 zu dem hohen Druck hin Öffnet, der durch die Abdichtung abzudichten ist. Auf diese Weise dehnt der Druck den Körper d.es sekundären Dichtungsringes' in einen.festeren Dichtungseingriff mit den Wänden 30,; 29 des abgestuften Abschnittes und des inneren Schenkels Ί2 des Gehäuses aus.

Gemäß JIg.'5 ist der sekundäre Dichtungsring vorzugsweise in einer Form ausgebildet, dio an einer Stelle schließt, die von der radialen Linie 65 des Innen- und Außendurchmessers einen Abstand hat. Die iOrmschlußlinie ist in 5¹Ig.5 bei 66 gezeigt. Dies ergibt einen Grat von dem 3?ormverschluß an den Stellen 6? und 68:,. die von den Stellen des Innendurchmessers 52 und des Außendurchmesser 53> äie die Abdlchtstellen darstellen, entfernt liegen. Somit beeinträchtigt die Beseitigung · des Grates 67 und 68 nicht die Abdichtung des Dichtungsringes, und die Beseitigung des Grates erzeugt keine

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flachen Stellen an den Abdichtstellen, die die Nachfederung vergrößern wurden. D;Le Verwendung eines Formschlußes an einer Stelle, die kleiner ist als der größere Durchmesser des Dichtungsringes,ist durch die Nut 50 ermöglicht. Diese Hut 50 erlaubt ein Zusammendrücken der Dichtung 26 für ein Herausnehmen aus dem größeren Teil der Form.

Fig.6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die Nut 50 eine im Querschnitt V-förmige Feder 69 aufnimmt, die sich in radialer Richtung zwischen Schenkeln 70 und 71 des V zur Aufrechterhaltung der Nut 50 in einer vollständig offenen Stellung ausdehnen kanu. V/crm der Dichtungsring 26 mit der Feder 69 in einem Dichtunc sitz, beispielsxveise dem abgestuften Abschnitt 2¹V oder in einem entsprechenden Sitz aufgenommen ist, hält die Feder 69 den Ring unabhängig von der Anwesenheit eines Druckes in einem Abdichtungseingriff. Dies.ermöglicht dem Dichtungsring in ausreichender Vie is e als eine Dichtung bei sich umkehrendem Druck oder als statische Dich tung zu arbeiten. Jedoch ermöglicht die Verwendung der Feder eine größere Kontrolle des Dichtungsdruckes als die bisher verwendeten O-Ringe, die mit einem Festsitz eingepasst werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich.daher, daß durch die Erfindung ein neuer Dichtungsring mit einem U-förmigen Querschnitt und eine neue Wellenabdichtung geschaffen ist, die mit einem derartigen Ring ausgerüstet ist. Weiterhin ist ein Verfahren zur Herstellung des Ringes beschrieben, das einen Grat der Dichtung an einer Stelle vorsieht, die von der radialen Linie des Innen- und Außendurchmessers entfernt liegt,

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wodurch ein Entfernen des Grates ohne eine nachteilige Beeinflussung des Dichtungsringes ermöglicht ist.

Die Verwendung des erfindungsgemäßen Dichtungsringes verringert die Nachfederungen, die bei der Verwendung von O-Eingen als sekundäre Dichtungen bei-"bekannten Abdichtungen auftreten.

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Claims

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Patent ansprüche

riJ.Dichtung mit einem primären und einem sekundären Dichtungsring, ,die in einem Gehäuse mit einem offenen Ende für eine axiale Bewegung in dem Gehäuse angeordnet sind, wobei der sekundäre Dichtungsring ein Ring aus elastischem Material ist, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundäre Dichtungsring (26) im wesentlichen einen C-förmigen Querschnitt mit einer inneren genuteten öffnung an einer abgeschnittenen axialen Stirnfläche des Ringes hat.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (10) einen Sperring (33) mit einer Nase (38) hat, die sich in die Nut (50) des sekundären Dichtungsringes (26) erstreckt.
3. Dichtung nack Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß sich in der Nut (50) eine Feder (69) befindet ' und daß die Feder (69) sich in radialer Richtung ausdehnt, um in radialer Richtung nach außen gegen die Innenwand C⁷I) und die Außenwand (70) der Nut (50) zu drücken.

4-. Dichtung nach Anspruch 3) dadurch gekennzeichnet, daß der sekundäre Dichtungsring (26) ein geformter elastischer Ring mit Gratlinien (67,68) an einer Stelle ist, die von der radialen Linie (65) zwischen dem Innendurchmesser (52) und dem Außendurchmesser (53) des Dichtungsringes (26) sich im Abstand befinden·

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