DE2341350A1

DE2341350A1 - High pressure sealing ring for piston rod - is supported at its outer circumference against the internal edge of a support disc

Info

Publication number: DE2341350A1
Application number: DE19732341350
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Dr Lutz
Original assignee: Fichtel and Sachs AG
Current assignee: ZF Sachs AG
Priority date: 1973-08-16
Filing date: 1973-08-16
Publication date: 1975-02-20
Also published as: DE2341350C2

Abstract

A pressure ring made from rubber elastic material is seated on top of the support disc and has its lower inner edge forced against the outer top border of the sealing ring by a pressure disc. The internal diameter of the support disc is smaller than the outer diameter of the sealing ring while the pressure ring has a larger radial extension than the support disc. The support disc is made from resilient material while the sealing ring is made of glass fibre reinforced plastic or a plastic with metal inlays so that it is stiffer than the pressure ring. The pressure ring is approx. triangular in cross section with its hypotenuse inclined to and facing the piston shaft.

Description

FICH T E L ί SACHS AG -'SCH W EINPURTFICH TEL ί SACHS AG -'SCH W EINPURT

PATEHT- UiiD GEBRAüCHSMUSTERHILFSANfiELDUMGPATEHT- UiiD USE MODEL AID REQUEST

HoehdruckdichtungHigh pressure seal

Die Erfindung betrifft eine Dichtung> insbesondere eine Hochdruckdichtung, für eine hin- und hergehende Kolbenstange ₃ die in einen unter¹ Druck stehenden Behälter mündet und eine Kolbenstangenführung sowie eine Aufnahme für einen Dichtring aufweist, welcher an der Kolbenstange durch Vorspannung mittels eines vorgespannten Anpreßringes zur Anlage kommt_s wobei die Anlagefläche des Anpreßringes kleiner ist als die axiale Erstreckung ües Dichtringes und ein Stützelement für den Dichtring vorhanden ist.The invention relates to a seal> in particular a high pressure seal, which opens for a reciprocating piston rod ₃ in an under ¹ pressure vessel and having a piston rod guide and a receptacle for a sealing ring, which on the piston rod by prestressing by means of a prestressed Anpreßringes to the plant comes _s whereby the contact surface of the pressure ring is smaller than the axial extent of the sealing ring and a support element for the sealing ring is present.

Derartige Dichtungen sollen einen unter Druck stehenden und in seinem Volumen durch Sin- und Ausfahren einer Kolbenstange oder Auf- und Abgehen eines Kolbens veränderlichen Raum nach außen hinj, d. h. in Richtung eines geringerer! Druckes,, abdichten. Bekannt ist es, da£ entweder die eigentliche Dichtung mit sehr hohem Druck gegen die Dichtfläche gepreßt wird., wobei zur Bewegung der Kolbenstange große Kräfte erforderlich sind, welche sich beispielsweise bei im Kraftfahrzeug eingebauten Stoßdämpfern oder Federbeinen negativ auf den Fahrkomfort auswirken. Um die Reibung zu vermindern, ist es bekannt, die Dichtung mit einem geringeren Anpreßdruck gegen die Dichtfläche zu drücken, jedoch treten dann bei höheren Behälterinnendrücken Leckverluste an der Dichtstelle auf. Um eine einwandfreie Funktion zu gewährleisten ₃ ist bei Stoßdämpfern oder Federbeinen eine Leckölrückführung bei einer solchen Dichtungsanordnung erforderlich. .Seals of this type are intended to provide a space which is under pressure and whose volume can be changed by moving a piston rod in and out or a piston moving up and down towards the outside, ie in the direction of a smaller one! Pressure, seal. It is known that either the actual seal is pressed against the sealing surface with very high pressure, whereby great forces are required to move the piston rod, which, for example, have a negative effect on driving comfort in the case of shock absorbers or struts installed in motor vehicles. In order to reduce the friction, it is known to press the seal with a lower contact pressure against the sealing surface, but then leakage losses occur at the sealing point at higher internal container pressures. In order to ensure proper function ₃ , a leakage oil return is necessary with such a sealing arrangement in shock absorbers or spring struts. .

Weiter ist es bei üichtringen bekannt, diese mittels eines 0-Ringes an die abzudichtende Kolbenstange anzupressen. Dabei ergeben sich sehi¹ .;;ro£e Berührungsflächen . die im Betrieb mit dem vollen Druck beaufschlagt werden und entsprechend dem Reibungs-It is also known for üichtringen to press them against the piston rod to be sealed by means of an O-ring. Here, Sehi found ^1. ;; £ e ro contact surfaces. which are subjected to full pressure during operation and according to the friction

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koeffizienten des Dichtungsmateriales ebenfalls eine große Reibung erzeugen. Um bei dieser Ausführung die hohe Reibung abzubauen, wurde vorgeschlagen, den O-Ring so abzustützen, daß die Berührungsfläche am Dichtring relativ klein karten, durch die Form des O-Ringes sehr schwierig, ist. Damit auch die Abdichtung bei niederen Drücken einwandfrei ist, können die Berührungsflächen zwischen O-Ring und Dichtring nicht sehr klein gewählt werden.coefficient of the sealing material also generate a large amount of friction. In order to reduce the high friction in this design, it was proposed to support the O-ring so that the contact surface on the sealing ring maps relatively small, which is very difficult due to the shape of the O-ring. So that the seal is perfect even at low pressures, the contact surfaces between the O-ring and the sealing ring cannot be selected to be very small.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Nachteile der bekannten Konstruktionen zu vermeiden und eine Dichtung zu schaffen, die sowohl als Hochdruckdichtung wie auch als Dichtung für geringere Druckdifferenzen einwandfrei und mit geringer Reibung arbeitet.The object of the present invention is to overcome the disadvantages of known constructions and to create a seal that works as both a high pressure seal and a seal for lower pressure differentials flawlessly and with lower Friction works.

Erfindungsgeraäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst _s daß das Stützelement durch eine in der Aufnahme befindliche Stützscheibe gebildet wird und diese Stützscheibe mit.dem Innendurchmesser am Außendurchiaesser des Dichtringes und mit der Kreisringfläche am Anpreßring angeordnet ist. Die Stützscheibe hat dabei die Aufgabe, ein Eindringen des weichen gummielastischen Materiales vom Anpreßring zwischen Stütascheibe und Dichtring zu verhindern. Ein Spiel von einigen hundertstel Millimeter zwischen Stützscheibe und Dichtring,, was infolge der Herstellungstoleranzen auftreten kann, ist funktionsmäßig.nicht störend. Wesentlich günstiger ist jedoch, wenn die Stützscheibe ohne Spiel am Dichtring anliegt oder wenn die Stützscheibe selbst einen Anpreßdruck in radialer Richtung auf den Dichtring ausübt. Dies wird entsprechend einem Merkmal der Erfindung erreicht, indem die Stützscheibe einen Innendurchmesser aufweist j der kleiner ist als der Außendurchmesser des DichtringeSa während der Anpreßring eine größere radiale Ausdehnung besitzt als die Stütsscheibe. Dadurch wird ein elastisches Nachgeben des Dichtringes und damit ein Anpressen gegen die Dichtfläche erzielt oder bei einem größeren Anpreßdruck eine plastische Verformung des Dichtringes. Damit beispielsweise in der Kolbenstangenführung die Dichtung der geringen radialen Auslenkung der Kolbenstange folgen kann und ein Gleiten der Stützscheibe in radialer Richtung ermöglicht wird, v/eist der Anpreßring eine größere radiale Ausdehnung auf als die Stützscheibe.Erfindungsgeraäß this object is achieved in _s that the support element is formed by a receptacle located in the support disk and said supporting disk is arranged mit.dem inner diameter at Außendurchiaesser of the sealing ring and with the annular surface on the pressure ring. The task of the support disk is to prevent the soft rubber-elastic material from penetrating from the pressure ring between the support disk and the sealing ring. A play of a few hundredths of a millimeter between the support washer and the sealing ring, which can occur as a result of manufacturing tolerances, is not disruptive in terms of functionality. However, it is much more favorable if the support disc rests on the sealing ring without play or if the support disc itself exerts a contact pressure in the radial direction on the sealing ring. This is achieved according to a feature of the invention in that the support disk has an inside diameter j which is smaller than the outside diameter of the sealing ring Sa while the pressure ring has a greater radial extent than the support disk. As a result, elastic yielding of the sealing ring and thus pressing against the sealing surface is achieved or, if the contact pressure is greater, plastic deformation of the sealing ring. So that, for example in the piston rod guide, the seal can follow the slight radial deflection of the piston rod and the support disk can slide in the radial direction, the pressure ring has a greater radial expansion than the support disk.

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Line genau definierte und zugleich geringe Berührungsfläche von Stützscheibe und Dichtring erhält man entsprechend der Erfindung dadurch., daß die Stützscheibe eine im Verhältnis zur Ringbreite geringe Dicke aufweist. Auch bei Dichtringen, die als sog. Mantelringe ausgebildet sind und eine hohlzylindrische Form aufweisen, ist es zur Erzielung einer besonders niederen Reibung des Diehtringes an der Kolbenstange vorteilhaft, wenn die axiale Länge des Diehtringes ein Mehrfaches der Dicke der Stützscheibe beträgt.Line exactly defined and at the same time small contact surface of the support disc and sealing ring is obtained according to the invention in that the support disc has a small thickness in relation to the ring width. Even with sealing rings that are available as So-called. Shell rings are formed and have a hollow cylindrical shape, it is to achieve a particularly low Friction of the die ring on the piston rod is advantageous if the axial length of the die ring is a multiple of the thickness of the Support disc is.

Damit eine plastische Verformung der Stützscheibe infolge hohen Innendruckes im Behälter vermieden wird., d. h. _u daß die Stützscheibe nicht in den von Dichtring und Aussparung gebildeten Ringraum ausweicht, ist es erforderlich₃ daß die Stützscheibe selbst als starre Scheibe ausgebildet· ist oder, v/enn sie eine sehr geringe Dicke besitzt, aus einem hochelastischen Werkütoff besteht, der keine plastische Verformung der Stützscheibe zuläßt. Gerade bei diesen sehr dünnen Stützscheiben eignet sich als 'werkstoff Federstahl besonders gut.In order to avoid plastic deformation of the support disk as a result of high internal pressure in the container, ie _, that the support disk does not move into the annular space formed by the sealing ring and recess, it is necessary ₃ that the support disk itself is designed as a rigid disk or, if necessary it has a very small thickness, consists of a highly elastic material that does not allow any plastic deformation of the support disc. Spring steel is particularly suitable as a material for these very thin support disks.

Zine sehr einfache Dichtungsanordnung wird ~ wie ein Merkmal der Erfindung zeigt - dadurch erhalten, daß die Aufnahme durch eine Aussparung in der Kolbenstangenführung; gebildet wird und zur Vorspannung des Anpreßringes eine Druckscheibe angeordnet ist. Ebenso ist es aber auch möglich, die Aufnahme durch eine Aussparung in einem von der Kolbenstangenführung unabhängigen üichtungsträger zu bilden und die Stützscheibe an ihrem Außendurchmesser mit einem größeren Spiel zu der zylindrischen Fläche der Aussparung zu versehen. Größere Fertigungstoleranzen können dabei zugelassen werden., wodurch trotzdem die Gewähr ist, daß sich der Dichtring entsprechend der Kolbenstangenlage ausrichtet und keine einseitig wirkenden Kräfte auf die Kolbenstange, herrührend von der L'ichtanordnunc, wirken. Auch diese Dichtungsanordnung ist in ihrem Aufbau sehr einfach, denn erfindungsgemäß kann der Dichtungsträger durch einen Schraubring gebildet werden, während die Kolbenstangenführung die Aufgabe der Druckscheibe überninmt. Damit im Bereich der Dichtung der Druck demZine very simple seal arrangement becomes ~ like a feature shows the invention - obtained in that the inclusion by a recess in the piston rod guide; is formed and a thrust washer is arranged to bias the pressure ring is. However, it is also possible to have the receptacle through a recess in a guide that is independent of the piston rod guide To form the seal carrier and the support disc on its outer diameter with a greater clearance to the cylindrical surface to provide the recess. Larger manufacturing tolerances can be permitted, whereby the guarantee is nonetheless that the sealing ring aligns itself according to the piston rod position and no unidirectional forces on the piston rod, originating from the L'ichtanordnunc, act. This sealing arrangement is also very simple in its construction because it is according to the invention the seal carrier can be formed by a screw ring, while the piston rod guide serves as the thrust washer takes over. So that in the area of the seal the pressure

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Innenraum des Behälters entspricht und sich vor der Dichtung kein zu hoher Druck aufbauen kann, weist erfindungsgemäß' die Kolbenstangenführung in der der Kolbenstange zugekehrten Fläche eine Spiralnut auf. Bei KoIbenstangenführungenj die mit einer Gleitbüchse versehen sind, kann diese Spiralnut ~ wie die Erfindung zeigt - zwischen der Gleitbüchse und dem Grundkßrper der KoIbenstangenfuhrung angeordnet sein.Corresponds to the interior of the container and cannot build up too high a pressure in front of the seal, according to the invention, the Piston rod guide has a spiral groove in the surface facing the piston rod. For piston rod guides with a Sliding bushing are provided, this spiral groove can be like the invention shows - between the sliding bush and the base body the piston rod guide be arranged.

Zum Anpressen des Dichtringes oder zur Unterstützung der Anpreßkraft, die von der Stützscheibe auf den Dichtring ausgeübt wird, sieht die Erfindung vor, daß der Anpreßring im Axialschnitt annähernd rechteckig ausgebildet ist. Ebenso ist es möglich, den Anpreßring im Axialschnitt annähernd dreieckig auszubilden, wobei die Hypotenuse mit der an der Stützscheibe anliegenden Kathete die Ecke, der ringförmigen Angriffsfläche an dem Dichtring bildet. Hierbei wird die Anpreßkraft des Dichtringes vorwiegend von der Stützscheibe ausgeübt, denn der Anpreßring selbst kommt nur mit einer ganz geringen Fläche oder überhaupt nicht an dem Dichtring zur Anlage. Eine mittlere Anpreßkraft, herrührend vom Anpreßring, wird erhalten, wenn dieser erfindungsgemäß im Axialschnitt die Form eines rechtwinkeligen Dreieckes mit zwei abgeschnittenen Ecken aufweist. Infolge des auf die Hypotenuse dieses Anpreßringes wirkenden Innendruckes übt dieser eine bei steigendem Druck größere Anpreßkraft auf den Dichtring aus.To press the sealing ring or to support the contact force, which is exerted by the support disc on the sealing ring, the invention provides that the pressure ring in axial section approximately is rectangular. It is also possible to make the pressure ring approximately triangular in axial section, with the hypotenuse with the cathetus resting on the support disc is the corner, the annular contact surface on the sealing ring forms. Here, the contact pressure of the sealing ring is mainly exerted by the support disc, because the contact pressure ring itself comes only with a very small area or not at all on the sealing ring for the system. A medium contact pressure resulting from the Pressure ring is obtained when this, according to the invention, has the shape of a right-angled triangle with two cut off in axial section Has corners. As a result of the internal pressure acting on the hypotenuse of this pressure ring, it exerts a increasing pressure results in greater contact pressure on the sealing ring.

Indem merkmalsgemäß die Stützscheibe im ersten Drittel des Dichtringes bezüglich des druckbeaufschlagten Innenraumes am Außendurchmesser des Dichtringes angeordnet ist, wird eine besonders günstige Abdichtung mit geringer Reibung erzielt, denn der Dichtrinc legt sich vorwiegend mit der dem Innenraum zugekehrten Dichtkante an die Dichtfläche an. Dieses Anlegen der oberen Dichtkante und eine gewisse Entlastung an der übrigen Dichtfläche des Dichtringes wird gemäß einem Merkmal der Erfindung dadurch unterstützt., daß der Dichtring an seiner dem Innenraum des Behälters zugekehrten Stirnseite eine konische Schrägfläche aufweist_ wodurch der Dichtring an seinem Innendurchmes-By according to the feature, the support disk in the first third of the sealing ring with respect to the pressurized interior on the Outside diameter of the sealing ring is arranged, a particularly favorable seal with low friction is achieved because the seal rin predominantly lies with the one facing the interior Sealing edge to the sealing surface. This application of the upper sealing edge and a certain relief on the rest Sealing surface of the sealing ring is supported according to a feature of the invention. That the sealing ring on its interior the end face facing the container has a conical inclined surface_ whereby the sealing ring on its inner diameter

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ser eine geringere axiale Ausdehnung als an seinem Außendurchiriesser besitzt. Diese konische Schrägflflche bewirkt,, daß infolge des Innendruckes ein Moment auf den Dichtring ausgeübt wird., welches den nach außen weisenden Abschnitt des Dichtringes entlastet. Damit der Dichtring an der nach außen gekehrten Stirnseite radial ausweichen kann_s ist dieser mit einer schrägen Aufstandsfläche an dieser Stirnseite versehen. Diese schräge Aufstandsfläche wird erfindungsgemäß durch einen Konus gebildet, welcher so angeordnet i3t₃ daß der Dichtring im Bereich des äußeren Durchmessers an der Stirnfläche der Aussparung zur Anlage koiruat.ser has a smaller axial extent than at its outer diameter. This conical inclined surface causes, as a result of the internal pressure, a moment to be exerted on the sealing ring, which relieves the outward-facing section of the sealing ring. Thus, the sealing ring can yield radially at the outwardly facing end face _s of these is provided with an inclined contact surface on this end face. This inclined contact surface according to the invention is formed by a cone which is arranged so I3T ₃ that the sealing ring in the region of the outer diameter koiruat on the end face of the recess to the plant.

Damit insbesondere bei größeren radialen Auslenkungen der Kolbenstange das Dichtsystein dieser Auslenkung keine großen Kräfte entgegenbringt, ist es - wie die Erfindung zeigt - vorteilhaft, daß in der Aufnahme die Anlagefläche für die Stützscheibe und die in der Aufnahme anliegende Fläche der Stützscheibe gleitgünstige Eigenschaften aufweisen. Diese gleitgünstigen Eigenschaften können durch eine in der Aufnahme angeordnete, dünne Kunststoffscheibe gebildet werden.This is especially true for larger radial deflections of the piston rod the sealing system of this deflection does not have any great forces brings against it, it is - as the invention shows - advantageous that the contact surface for the support disc and in the receptacle the surface of the support disc resting in the receptacle is easy to slide Have properties. These properties, which are favorable for sliding, can be achieved by a thin one arranged in the receptacle Plastic disc are formed.

V/eitere Ausbildungsmöglichkeiten und vorteilhafte Wirkungen ergeben sich aus der Beschreibung des Aufbaues und der Wirkungsweise der im nachfolgenden beispielsweise dargestellten Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigt;Further training opportunities and beneficial effects result from the description of the structure and the mode of operation of the embodiments shown in the following as an example the invention. It shows;

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine in der KoIbenetangenfuhrung angeordnete Dichtungsanordnung;Fig. 1 is a longitudinal section through a KoIbenetangenfuhrung arranged sealing arrangement;

Fig. 2 einen Ausschnitt der Dichtungsanordnung gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung;FIG. 2 shows a detail of the sealing arrangement according to FIG. 1 in enlarged view;

Fig. 3 eine Dichtungsanordnung mit einem annähernd rechteckig ausgebildeten Anpreßring:Fig. 3 shows a sealing arrangement with an approximately rectangular trained pressure ring:

Fig. k eine Dichtungsanordnung mit einem ungefähr in Form eines Dreieckes ausgebildeten Dichtungsring:Fig. K shows a sealing arrangement with a sealing ring approximately in the form of a triangle:

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Fig. 5 einen mit konischen Schrägflachen versehenen Dichtungsring und5 shows a sealing ring provided with conical inclined surfaces and

Fig. 6 die Anordnung des Dichtsystemes in einem Schraubdeckel.6 shows the arrangement of the sealing system in a screw cap.

In den .Figuren 1 und 2 ist die Abdichtung der Kolbenstange 2 für einen hydropneumatischen Stoßdämpfer oder ein Federbein dargestellt. Das Dichtsystem ist von der Einbaulage unabhängig, d. h., die Kolbenstange muß nicht nach unten austreten. Der Behälter wird durch den Zylinder 1 gebildet, in welchem ein nicht eingezeichneter und mit der Kolbenstange 2 verbundener Kolben gleitet. Bei nach unten austretender Kolbenstange 2 befindet sich in dem Arbeitsraum 9 eine unter Druck stehende Flüssigkeit_; während bei nach oben austretender Kolbenstange im Bereich der Kolbenstangendichtung eine unter Druck stehende Gasfüllung vorhanden sein kann. Die Kolbenstangenführung 3 ist am Innendurchmesser des Zylinders 1 geführt, wobei zur Begrenzung der axialen Bewegung dieser Kolbenstangenführung ein in einer Nut des Zylinders angeordneter Drahtring dient. Zur Aufnahme des Diehtringes welcher als Mantelring mit rechteckigem Querschnitt ausgebildet ist j dient die Aufnahme 4 in der Kolbenstangenführung 3. Mit der nach außen gerichteten Stirnseite 10 liegt der Dichtring 5 auf ■ der Stirnfläche der Aussparung 4 an, während zwischen dem Außendurchmesser 14 und dem Durchmesser der Aussparung ein Ringspalt gebildet wird. In einer sich in axialer Richtung an die Aussparung 4 anschließenden Ausdrehung der Kolbenstangenführung ist die Stützscheibe 6 und der Anpreßring 7 angeordnet, wobei der Anpreßring 7 durch die Druckscheibe 8 in axialer Richtung vorgespannt ist. Diese Druckscheibe 8 ist in den Figuren in die Kolbenstangenführung 3 eingepreßt und spannt den Anpreßring 7 in axialer Richtung vor. Da der Anpreßring 7 aus einem gummielastischen Werkstoff besteht ₃ bewirkt diese Vorspannung, daß der Anpreßring 7 eine in radialer Richtung wirkende Kraft auf den "Dichtring 5 im Bereich der oberen Kante des Außendurchme3sers 14 ausübt. Dieser Anpreßring 7 bewirkt gleichzeitig bei der Vorspannung die Abdichtung des Innenraumes 9 an den Katheten 12 und 13, während die Kolbenstangenführung 3 zur Abdichtung gegen-In the .Figuren 1 and 2, the seal of the piston rod 2 for a hydropneumatic shock absorber or a strut is shown. The sealing system is independent of the installation position, ie the piston rod does not have to exit downwards. The container is formed by the cylinder 1, in which a piston, not shown and connected to the piston rod 2, slides. When the piston rod 2 emerges downward, there is a pressurized liquid in the working space 9 _; while when the piston rod protrudes upwards, a pressurized gas filling may be present in the area of the piston rod seal. The piston rod guide 3 is guided on the inside diameter of the cylinder 1, a wire ring arranged in a groove in the cylinder serving to limit the axial movement of this piston rod guide. To accommodate the die ring, which is designed as a jacket ring with a rectangular cross-section, the receptacle 4 in the piston rod guide 3 is used an annular gap is formed in the recess. In a recess in the piston rod guide following the recess 4 in the axial direction, the support disk 6 and the pressure ring 7 are arranged, the pressure ring 7 being prestressed in the axial direction by the pressure disk 8. This pressure disk 8 is pressed into the piston rod guide 3 in the figures and preloads the pressure ring 7 in the axial direction. Since the pressure ring 7 consists of a rubber-elastic material ₃ , this preload causes the pressure ring 7 to exert a force acting in the radial direction on the "sealing ring 5 in the area of the upper edge of the outer diameter 14. This pressure ring 7 simultaneously seals the Inner space 9 at the cathets 12 and 13 , while the piston rod guide 3 for sealing against

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über der Innenwand des Zylinders 1 am Außendurchmesser mit einem Dichtelement versehen ist. Vor der Montage der Druckscheibe besitzt der Anpreßring 7 die in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnete Gestalt. Zwischen der Kathete 12 des Anpreßringes 7 und der Stirnseite der Eindrehung der Kolbenstangenführung 3 ist die Stützscheibe i, eingespannt, die mit ihrem Innendurchmesser 15 am Außendurchriesser 14· des Dichtringes 5 angeordnet ist. Ein geringfügiger Spalt von einigen hundertstel Millimeter zwischen den: Innendurchmesser 15 der Stützscheibe 6 und dem Außendurchmesser 14 des Dichtringes 5 ist bei der Ausführungsform nach . den Figuren 1 una 2 nicht störend auf die Funktion der Abdichtung. Infolge des Innendruckes im Arbeitsraum 9 kann der Anpreßring 7 in einen solchen sehr engen Spalt zwischen der Stützscheibe b und dem Dichtring 5 nicht eindringen. Günstiger ist es Jedoch., wenn die Stütz3cheibe 6 mit dem Innendurchmesser 15 auf dem Auf=endurchmesser 14 des Dichtringes 5 zur Anlage kommt oder eine Anpreßkraft durch die Stützscheibe 6 auf den Dichtring 5 ausgeübt wird. Daraus ergibt sich, daß ein solches Dichtsysten herstellungstechnisch keine Schwierigkeiten bereitet, denn auch größere Kerstellungstoleranzen werden ohne weiteres aufgefangen, wobei sich allerdings der Anpreßdruck des Dichtringes 5 geringfügig ändert. Der Dicht ring 5 besteht vorzugsxieise aus glasfaserverstärktem Kunststoff oder einem Kunststoff mit Metalleinlage, ist also wesentlich steifer als der Anpreßring 7. Durch die Form der Stütsscheibe 6. die eine im Verhältnis zur Ringbreite geringe Dicke aufweist ₃ wobei die Dicke nur einen Bruchteil der Länge des Dichtringes 5 besitzt _s kann eine sehr genau definierte Berührungsfläche des Dichtringes 5 an der Kolbenstange 2 erzielt v/erden. Damit auch bei sehr hohem Innendruck im Arbeitsraum 9 eine plastische Verformung der Stützscheibe 6 in den RingrauiHj der durch die Aussparung 4 und den Außendurchmesser 14 der Dichtung 5 gebildet viird, nicht eintreten kann, ist die Stützscheibe 6 als starre Scheibe aufzufassen. Falls diese Stützscheibe 6 sehr dünn ausgebildet vdrcl, um eine äußerst geringe Berührungsflächr- des Dichtringes 5 an der Kolbenstange 2 izu erzeugen, besteht die Stützsclieibe G beispielsweise aus Fe-is provided with a sealing element over the inner wall of the cylinder 1 on the outer diameter. Before the assembly of the thrust washer, the pressure ring 7 has the shape shown in dashed lines in FIG. Between the cathetus 12 of the pressure ring 7 and the end face of the recess in the piston rod guide 3, the supporting disk i is clamped, the inner diameter 15 of which is arranged on the outer diameter 14 of the sealing ring 5. A slight gap of a few hundredths of a millimeter between the: inner diameter 15 of the support disk 6 and the outer diameter 14 of the sealing ring 5 is in the embodiment according to. Figures 1 and 2 do not interfere with the function of the seal. As a result of the internal pressure in the working space 9, the pressure ring 7 cannot penetrate into such a very narrow gap between the support disk b and the sealing ring 5. However, it is more favorable if the support washer 6 with the inside diameter 15 comes to rest on the outer diameter 14 of the sealing ring 5 or if a contact pressure is exerted on the sealing ring 5 by the support washer 6. From this it follows that such a sealing system does not present any difficulties in terms of production technology, because larger ker making tolerances are easily absorbed, although the contact pressure of the sealing ring 5 changes slightly. The sealing ring 5 consists vorzugsxieise of glass fiber reinforced plastic or a plastic with a metal insert, so it is much stiffer than the pressure ring 7. Due to the shape of the support disc 6. which has a small thickness in relation to the ring width ₃ with the thickness only a fraction of the length of the sealing ring 5 has 5 _s may be achieved on the piston rod 2 v / ground a very well-defined contact surface of the sealing ring. So that a plastic deformation of the support disk 6 in the annular space formed by the recess 4 and the outer diameter 14 of the seal 5 cannot occur even with very high internal pressure in the working space 9, the support disk 6 is to be understood as a rigid disk. If this support disk 6 is made very thin in order to produce an extremely small contact surface of the sealing ring 5 on the piston rod 2, the support disk G consists, for example, of spring

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derstahi., wodurch lediglich ein geringfügiges elastisches Ausweichen in den Ringraum möglich ist. Radialbextfegungen der Kolbenstange in der Kolbenstangenführung nimmt dieses Dichtsystem ohne wesentliehe Erhöhung des seitlichen Anpreßdruckes auf. indem der Stützring 6 einen kleineren Außendurchmesser aufweist als die in der Kolbenstangenführung 3 befindliche Anlagefläche. Dieses Spiel des Stütsringes 6 in der Kolbenstangenführung 3 ei'möglicht ein radiales Ausweichen infolge des auf die Dichtung wirkenden Radialdruckes, herrührend von der Kolbenstange 2. Infolge der Formgebung des Anpreßringes 7 wirkt der Innendruck des Arbeitsraumes 9 auf die Hypotenuse 11. Bei Druckerhöhung wirkt sich dies durch stärkere radiale Anpressung des Anpreßringes 7 auf die Dichtung 5 aus.derstahi., whereby only a slight elastic evasion into the annular space is possible. This sealing system absorbs radial movements of the piston rod in the piston rod guide without significantly increasing the lateral contact pressure. in that the support ring 6 has a smaller outer diameter than the contact surface located in the piston rod guide 3. This play of the support ring 6 in the piston rod guide 3 allows a radial evasion due to the radial pressure acting on the seal , originating from the piston rod 2. Due to the shape of the pressure ring 7, the internal pressure of the working chamber 9 acts on the hypotenuse 11 this is achieved by stronger radial pressure on the pressure ring 7 on the seal 5.

Die Ausführungsform nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach den Figuren 1 und 2 dadurch, daß der Anpreßring 7 einen im wesentlichen rechteckig ausgebildeten Querschnitt besitzt. Die Form des Abreißringes 7 vor der Montage der Druckscheibe 8 ist gestrichelt dargestellt. Auch hier wird beim Zusammendrücken des Anpreßringes 7 eine radial wirkende Kraft auf den Dichtring ausgeübt_a während die Stütsscheibe 6 durch entsprechende axiale Anordnung der Auflagefläche in der Kolbenstangenführung 3 die Berührungsfläche des Dichtringe3 5 an der Kolbenstange 2 begrenzt. Selbstverständlich ist es auch hier möglich., daß die Stützscheibe 6 selbst zur Erzeugung einer Anpreßkraft des Dichtringes 5 an der Kolbenstange 2 herangezogen werden kann.The embodiment according to FIG. 3 differs from that according to FIGS. 1 and 2 in that the pressure ring 7 has an essentially rectangular cross-section. The shape of the tear-off ring 7 before mounting the thrust washer 8 is shown in dashed lines. Here, too, when the pressure ring 7 is compressed, a radially acting force is exerted on the sealing ring _a while the support disk 6 limits the contact surface of the sealing ring 3 5 on the piston rod 2 by a corresponding axial arrangement of the bearing surface in the piston rod guide 3. Of course, it is also possible here that the supporting disk 6 itself can be used to generate a pressing force of the sealing ring 5 on the piston rod 2.

Bei der Ausführungsform nach Fig. U besitzt der Anpreßring 7 eine etwa dreieckförmige Gestalt. Die Anpressung des Dichtrin-.^es 5 an die Kolbenstange 2 erfolgt jedoch hier durch die Stützscheibe 6, die mit einem kleineren Innendurchmesser 15 versehen ist als der Außendurchmesser Ik des Dichtringes 5. Durch elastisches Nachgeben des Dichtringes 5 an der Angriffsstelle der Stützscheibe 6 v/ira die nötige Vorspannung für die Anlage des Dichtringes 5 an der Kolbenstange 2 erzeugt. Der Anpreßrinn; 7 ₅ welcher wiederum durch die Druckscheibe 8 vorgespannt ist._. legt sich mit der Kathete 13 an der"" zylindrischen Wand der Ausdre-In the embodiment according to FIG. U , the pressure ring 7 has an approximately triangular shape. The pressing of the sealing ring -. ^ Es 5 on the piston rod 2 takes place here through the support disk 6, which is provided with a smaller inner diameter 15 than the outer diameter Ik of the sealing ring 5. By elastic yielding of the sealing ring 5 at the point of application of the support disk 6 v / ira the necessary preload for the installation of the sealing ring 5 on the piston rod 2 is generated. The pressure channel; 7 ₅ which in turn is prestressed by the thrust washer 8 ._. lies with the cathetus 13 on the "" cylindrical wall of the Ausdre-

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hung in der Kolbenstangenführung 3 an. während die Kathete 12 auf die Stützscheibe 6 drückt. Die von der Kathete 12 und der Hypotenuse 11 gebildete Ecke kann als Dichtlippe aufgefaßt werden, deren auf die Dichtung 5 wirkende Radialkraft vernachlässigbar klein ist. Dementsprechend übernimmt der Anpreßring 7 nur das Andrücken der Stützscheibe 6 gegen seine Auflagefläche in der Kolbenstangenführung 3 und dient als Dichtelement zwischen der Kolbenstangenführung und der Stützscheibe sowie zwischen Stützscheibe 6 und Dichtring 5· Da - wie in dieser Figur gezeigt ■ der Stützring 6 im Bereich des dem mit Druckmedium gefüllten Arbeitsraum zuge'kehrten Ende des Dichtringes 5 angreift und die Stützscheibe 6 eine geringe Dicke aufweist., wird eine sehr kleine Berührungsfläche zwischen dem Dichtring 5 und der Stützscheibe erzielt. Dementsprechend ist auch die auf die Kolbenstange 2 wirkende Anpreßkraft sehr genau definiert ₃ so daß auf diese Weise eine 'Hochdruckdichtung mit niederer Reibung gebildet wird.hung in the piston rod guide 3. while the cathetus 12 presses on the support disk 6. The corner formed by the cathetus 12 and the hypotenuse 11 can be understood as a sealing lip whose radial force acting on the seal 5 is negligibly small. Accordingly, the pressure ring 7 only takes over the pressing of the support disk 6 against its bearing surface in the piston rod guide 3 and serves as a sealing element between the piston rod guide and the support disk as well as between the support disk 6 and the sealing ring 5 engages the end of the sealing ring 5 facing the working space filled with pressure medium and the supporting disk 6 has a small thickness, a very small contact surface is achieved between the sealing ring 5 and the supporting disk. Accordingly, the pressing force acting on the piston rod 2 is also very precisely defined ₃ so that in this way a high-pressure seal with low friction is formed.

Eine weitere Ausfuhrungsform des Dichtsystemes zeigt FIp:. 5, wobei der Anpreßring 7 nicht bis zum Innendurchmesser 15 der Stützscheibe 6 reicht. Die Stützscheibe 6 übernimmt hierbei sowohl die Anpressung des Dichtringes 5 gegen die Kolbenstange 2 als auch die Abdichtung zwischen Stützscheibe 6 und Dichtring 5· Der Innendurchmesser der Stützscheibe 6 ist dementsprechend kleiner als der Außendurchmesser Ik des üichtringes 5, wodurch der Dichtring 5 in Bereich der Berührungsfläche der Stützscheibe elastisch verformt wird bz\*. bei größerem Anpreßdruck durch die Stützscheibe 6 eine plastische Verformung erfahrt. An der dem Arbeitsraum 9 zugekehrten Stirnseite weist der Dichtring 5 eine konische Schrägfläche auf, wodurch der Dichtring an seinem Innendurchmesser eine geringere axiale Ausdehnung besitzt als an seinem Außendurchinesser. Der Neigungswinkel der konischen Schr&gflache ist mit oc bezeichnet. Infolge des Innendruckes im Arbeitsraum 9 wirkt der Druck sowohl auf die konische Schrögfläche als auch auf die Außenfläche ara Durchmesser lh an" dem dem Arbeitsraum 9 zugekehrten Ende des Dichtringes 5> welches durch die Stützscheibe 5 begrenzt wird. Dementsprechend wirkt sich eineAnother embodiment of the sealing system shows FIp :. 5, the pressure ring 7 not extending as far as the inner diameter 15 of the support disk 6. The support disk 6 takes on both the pressing of the sealing ring 5 against the piston rod 2 and the seal between the support disk 6 and the sealing ring 5 The inside diameter of the support disk 6 is correspondingly smaller than the outside diameter Ik of the sealing ring 5, whereby the sealing ring 5 is in the area of the contact surface the support disc is elastically deformed bz \ *. undergoes a plastic deformation when the contact pressure is greater through the support disk 6. On the end face facing the working space 9, the sealing ring 5 has a conical inclined surface, as a result of which the sealing ring has a smaller axial extent on its inner diameter than on its outer diameter. The angle of inclination of the conical Schr & g f pool is designated oc. As a result of the internal pressure in the working chamber 9, the pressure acts both on the conical sloping surface and on the outer surface ara diameter lh at the end of the sealing ring 5 facing the working chamber 9, which is delimited by the support disk 5

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ljruckerhöhung in Arbeitsraum 9 dadurch aus - daß der Dichtrinrs eine höhere Anpreßkr?.ft auf die Kolbenstange 2 ausübt. Um ein Ausweichen der.· Dichtringes infolge dieser Kraftkomponente ar. der .Stirnfläche u^r Aussparung U su erleichtern, weist dieser an der nach außen.gekehrten Stirnseite eine schrrige Aufstandsfläche 21 auf. Diese schräge Aufstandsfläche 21 wird ebenfalls durch einen Konus gebildet., der den Neigungswinkel J besitzt.The increase in pressure in the working chamber 9 results from the fact that the sealing ring exerts a higher contact pressure on the piston rod 2. In order to avoid the. · Sealing ring as a result of this force component ar. the .front surface u ^ r recess U su, this has a sloping contact surface 21 on the outward facing end face. This inclined contact surface 21 is also formed by a cone, which has the angle of inclination J.

Der Anpreßring 7 ist in dieser Ausführung einteilig mit der Stützscheibe 6 durch Vulkanisieren oder Kleben verbunden. Die Montage gestaltet sich auf diese Weise sehr einfache denn der gummielastische Anpreßring 7 wird durch die Verbindung; mit der Stützscheibe C eindeutig, festgelegt., so daß Monatefehler durch falsches oder fehlerhaftes Einlegen vermieden werden.In this embodiment, the pressure ring 7 is integrally connected to the support disk 6 by vulcanizing or gluing. The assembly is very simple in this way because the rubber-elastic pressure ring 7 is through the connection; with the support disc C clearly, so that month errors due to incorrect or faulty insertion are avoided.

In Fig. ο ist die Aussparung; 4 zur Aufnahme des Uichtringes 5 in einen Schraubring 16 angeordnet. Die'gegenüber der Innenvrand des Zylinders 1 abgedichtete und durch einen in einer Nut befindlichen Drahtring in axialer Richtung, festgelegte Kolbenstangenf ührung 3 übernimmt die Aufgabe der Druckscheibe _> da beim eindrehen des Schraubrin_c;;es 16 der Anpreßring 7 durch die Stirnfläche der Kolbenstangenführung 3 zusammengepreßt wird. Infolge des größeren radialen Spieles zwischen der Kolbenstange und dem Schraubrinf·; 16 ist auch das zwischen der zylindrischen Begrenzungswand und den Außendurchmesser der Stützscheibe 6 vorhandene Spiel wesentlich größer₃ damit sich die Dichtungsanordnung leicht auf iie Lage der Kolbenstange einstellen kann. Im· Schraubring 16 Lit zwischen dem äußeren Durchmesser der Stützscheibe 6 und der Begrenzung der Auflagefläche das Spiel 17 vorhanden. Zur Verminderung der Reibung zwischen der Stützscheibe und der im Schraubring 16 befindlichen Anlagefläche ist eine dünne Kunst3toffscheibe 18 zwischen der Anlagefli'che und der Stützscheibe 6 eingelegt. Entsprechend dem zwischen der Kolbenstange 2 und dem Schraubring 16 vorhandenen radialen Spiel ist auch der zwischen der Aussparung 4 und dem Außendurchmesser 14 des Dichtrinf^es 5 vorhandene Rincraum größer gewühlt. Die s^e~In Fig. Ο is the recess; 4 arranged for receiving the Uichtringes 5 in a screw ring 16. The piston rod guide 3, which is sealed against the inner edge of the cylinder 1 and is fixed in the axial direction by a wire ring located in a groove, takes on the task of the thrust washer _> when the screw ring _{c is} screwed in, the pressure ring 7 passes through the end face of the piston rod guide 3 is compressed. As a result of the greater radial play between the piston rod and the screw ring ·; 16, the play existing between the cylindrical boundary wall and the outer diameter of the support disk 6 is significantly greater ₃ so that the sealing arrangement can easily adjust to the position of the piston rod. The clearance 17 is present in the screw ring 16 Lit between the outer diameter of the support disk 6 and the boundary of the support surface. To reduce the friction between the support disk and the contact surface located in the screw ring 16, a thin plastic disk 18 is inserted between the contact surface and the support disk 6. Corresponding to the radial play present between the piston rod 2 and the screw ring 16, the groove space present between the recess 4 and the outer diameter 14 of the sealing ring 5 is also enlarged. The s ^e ~

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rin..;e Anforderung an die Fortigungstoleranzen für die Einzelteile seilet besonders diese Figur. Wesentlich ist nur die Ein-haltun^ des Innendurchmessers 15 der Stützscheibe 6 sowie des Außendurchnessers 1*1 und der Dicke des Dichtringes [5. Dabei können auch hier die Toleranzen größer gewählt xferden als bei den bisher bekannten Abdichtungen₅ da infolge der kleinen Berührungsfläche der Stütsscheibe 6 auf dem Dichtring 5 bei etwas zu kleinem Durchmesser 15 eine plastische Verformung des Dichtringes 5 an dieser Stelle den Anpreßdruck an der Kolbenstange 2 nur unwesentlich erhöht. Damit sich in dem von Dichtring 5·? Anpreßring 7₃ Kolbenstangenf ührurig 3 und Kolbenstange befransten P.aui:. kein gegenüber dem Arbeitsraun 9 erhöhter Druck aufbauen kann^ ist in der Kolbenstangenführune 3 eine Entlactunßsnut angeordnet. Diese Entlastuncsnut ist als Spiralnut ausgebildet und befindet sich zviischen der Gleitbüchse 20 und dein Grundkörper der Kolbenstangenführung 3. Insbesondere bei nach oben austretender Kolbeniange ist der durch die Spiralnut V) gebildete Rückführurigskanai vorteilhaft, da hierdurch das Dichtsysten nicht gekreuzt wird, vrie dies bei den sonst üblichen y^tickführkanälen der Fall wäre.rin ..; e requirement for the continuation tolerances for the individual parts ropes especially this figure. The only important thing is compliance with the inside diameter 15 of the support disc 6 and the outside diameter 1 * 1 and the thickness of the sealing ring [5. Here, too, the tolerances can be selected to be larger than with the previously known seals ₅ because due to the small contact surface of the support disk 6 on the sealing ring 5 with a slightly too small diameter 15, a plastic deformation of the sealing ring 5 at this point only reduces the contact pressure on the piston rod 2 insignificantly increased. So that in that of sealing ring 5 ·? Pressure ring 7 ₃ piston rod guide 3 and piston rod fringed P.aui :. no increased pressure can build up compared to the working space 9 ^ a discharge groove is arranged in the piston rod guide 3. This relief groove is designed as a spiral groove and is located between the sliding bush 20 and the base body of the piston rod guide 3. The return channel formed by the spiral groove V) is particularly advantageous when the piston length protrudes upwards, since this does not cross the sealing system, which would otherwise be the case with the other usual y ^ tick guide channels would be the case.

Das vorstehend beschriebene Dichtsystem ist sowohl für hohe als auch für niedere Drücke geeignet. Bei diesem Dichtsystem handelt es sich un eine dynamische Dichtung., die zwar im vorliegenden Fall auf Stoßdämpfer oder Federbeine für Kraftfahr-Eeu^e zugeschnitten ist, sich aber auch als Wellendichtung, d. h. nicht nur für hin- und hergehende Kolbenstangen., sondern auch für drehen·: ;■ V/eller·, als Abdichtung eignet.The sealing system described above is for both high as well as suitable for low pressures. This sealing system is a dynamic seal. Although in the present Fall on shock absorbers or struts for motor vehicles is cut, but also as a shaft seal, d. H. not only for reciprocating piston rods., but Also for turning ·: ■ V / eller ·, suitable as a seal.

o. o. 1973
TIPP-I Be/Müoo 1973
TIP-I Be / Mü

BAD ORiG₁NAL^{509 808/0254} BAD ORiG ₁ NAL ^{509 808/0254}

Claims

PATENT CLAIMS

y O / 1 O Γ Π

J seal_. especially high pressure seal, for a back and forth forwards piston rod * which opens into a pressurized container and a piston rod guide and a Has receptacle for a sealing ring, v / elcher on the piston rod comes to rest by pretensioning by means of a pressure ring, the contact surface of the pressure ring being smaller is as the axial extension of the sealing ring and a support element for the sealing ring is present ^ characterized that the support element is formed by a support disc (6) located in the receptacle and this support disc (6) with the inside diameter (15) f = in the outside diameter (14) of the sealing ring (5) and is arranged with the circular ring surface on the pressure ring (7).

2. Seal according to claim 1 »characterized. that the support disc (6) has an inner diameter (15) which is smaller than the outer diameter (14) of the sealing ring (5) _: while the pressure ring (7) has a greater radial extent than the support disc (6).

3. Seal according to claims 1 and 2, characterized in that that the support disc (6) has a small thickness in relation to the ring width.

4. Seal according to claims 1 to 3 ,. characterized in that the axial length of the sealing ring ₍ ; it (5) is an i '-' multiple of the thickness of the support disc (6).

^c j. Seal according to claims 1 to 4. characterized.- that the supporting disc (6) consists of a highly elastic material.

6. Seal according to claims 1 to 5. characterized. that the receptacle through ^ ir.e recess (4) in the piston rod guide? (3) is formed and to preload the pressure ring (7) a pressure disc (8) is arranged.

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BATH ORIGINAL

7. Seal according to claims 1 to 5, characterized in that that the receptacle is formed by a recess (4) in a seal carrier that is independent of the piston rod guide (3) and the supporting disc (6) has a play (17) on its outside diameter with respect to the cylindrical surface of the recess (4).

3. Seal according to claims 1 to 5 and 7, characterized ■. that the sealing element is formed by a screw ring (16), while the piston rod guide (3) forms the pressure disc.

9. Seal according to claims 1 to 8, characterized in that that the piston rod guide (3) is in that of the piston rod (2) has turned curses a spiral groove (19).

10. Seal according to claims 1 to 9, characterized in that in de, r nit a sliding bush (20) provided piston rod .enf non-circular (3) the spiral groove (19) between the sliding bush (20) and the cylindrical body of the piston rod guide ( 3) is arranged ^ ₁

11. Seal according to claims 1 to 10, characterized in that that the pressure ring (7) is approximately rectangular in axial section is trained.

12. Seal according to claims 1 to 10, characterized in that that the pressure ring (7) is approximately triangular in cross section, the hypotenuse (11) with the the corner of the cathetus (12) resting on the otütsscheibe (6) the annular contact surface on the sealing ring (5) .

13. Seal according to claims 1 to 10 ^, characterized in that that the pressure ring (7) in axial section has the shape of a right triangle with two cut corners having.

3 -

509808/0254 ^BäD ORIGINAL509808/0254 ^BATH ORIGINAL

tyty

I ¹ I. Seal according to claims 1 to 13, characterized ^ ₃ that the support disc (6) in the first third of the sealing ring (5) with respect to the pressurized interior (Arbeitsrauiü 9) on the outer diameter (14) of the sealing ring ^ s (5) ''.

15. Seal according to claims 1 to 14, characterized in that the Dichbrin ^ (5) on its the interior (working space 9) of the Eehälfcers (cylinder 1) facing end face has a conical inclined surface. whereby the Dichtrinj ⁵ ; (5) has a cerin ^ yre axial extension at its inner diameter than at its outer diameter (14).

Id. Seal according to claims 1 to 15 _; characterized in that the service ring (5) has an inclined contact surface (21) on its outwardly directed end face.

17. Seal according to claims 1 to 16> characterized. That the oblique; '; e on stand surface (21) is formed by a cone. Which is arranged so that the Dichtrinrr (5) in the area of the outer diameter ( 14) on the face of the recess (10 ⁾ comes to rest.

18. Seal according to claims 1 to 17. characterized ^., that only the support disc (6) attack the sealing ring ^ (5); whereby the circular ring area of the support disc (6) in the area of the inner diameter (15) without sleep from. , Pressure ring (7) is.

19. Seal, according to claims 1 to 18 characterized ^ ekzeichj that the support disc (6) and the pressure ring (7) are integrally formed.

20. Seal: according to claims 1 to 19 =, characterized by that in the recess (4) the contact surface for the support disc (6) and / or in the recess (4) rest

50 9808/025450 9808/0254

BAD ORJGJNAL

/ j, end surface of the support disc (6) £ leit £ ünstine properties have.

Sealing under · according to claims 1 to 20 - characterized in that the sliding property is formed by a thin plastic disc (18) arranged in the recess {k).

VIPP-I BeAKi

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL